KR20210071007A - 폴리올 조성물 - Google Patents

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KR20210071007A
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베일레이 왕
후안 첸
용춘 첸
동 윤
쳉 센
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다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨
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Abstract

(a) 적어도 하나의 유기 이소시아네이트; 및 (b) 적어도 하나의 부틸렌 옥사이드 기반 소수성 폴리올을 포함하는 폴리우레탄 조성물 반응 혼합물; 상기 폴리우레탄 조성물을 제조하는 방법; 폴리우레탄 복합 물품 조성물, 상기 폴리우레탄 복합 물품 조성물을 제조하는 방법; 및 상기 폴리우레탄 복합 물품 조성물로부터 복합 물품을 제조하는 방법.

Description

폴리올 조성물
본 발명은 폴리우레탄 조성물을 제조하는데 유용한 폴리올 조성물, 폴리우레탄 복합 물품을 제조하는데 유용한 폴리우레탄 조성물, 및 이로부터 제조된 폴리우레탄 복합 물품에 관한 것이다.
폴리올 성분 및 폴리이소시아네이트 성분을 함유하는 반응성 폴리우레탄 조성물로부터 폴리우레탄 기반 복합 물품을 생산하는 것은 당업계에 잘 알려져 있다. 폴리우레탄 기반 복합 물품을 제조하기 위해서는, 폴리우레탄 기반 복합 물품을 생산하는데 사용되는 공지된 반응성 폴리우레탄 조성물 제형의 반응성, 기계적 성능, 가용 시간(또는 작업 가능 시간) 및 수분 흡수(수분 소거) 특성의 올바른 균형을 정확하게 결정하는 것이 일반적인 문제이다. 기계적인 성능을 향상시키기 위하여, 일반적으로는 높은 하이드록실(OH) 값과 다수의 작용기를 갖는 폴리올이 제형에 도입된다. 이러한 폴리올은 높은 OH 값과 다수의 작용기를 가지고 있으며; 일반적으로는 에틸렌 옥사이드(EO) 또는 프로필렌 옥사이드(PO)로부터 제조된다. 그러나, EO 또는 PO 폴리올의 사용은 높은 수분 흡수 특성과 높은 발포 문제를 갖는 폴리우레탄 제형을 생성할 것이다. 또한, 반응성 폴리우레탄 조성물의 EO 및 PO 폴리올 성분은 일반적으로 반응성 폴리우레탄 조성물의 폴리이소시아네이트 성분과 높은 반응성을 나타내며; 따라서, 공지된 폴리올을 공지된 폴리이소시아네이트와 혼합하여 반응성 폴리우레탄 제형을 형성하는 경우, 폴리우레탄 제형의 작업 가능 시간(일반적으로는 분[min] 단위의 유동 시간(flow time) 또는 겔 시간(gel time)으로 측정됨)이 상당히 감소된다.
기계적 강도 요건을 충족시키기 위해, 일반적으로는 가교결합 밀도가 높은 폴리올이 폴리우레탄 제형에 사용되며; 따라서, 전형적으로는 VORANOL CP260, CP450, RH360(The Dow Chemical Company로부터 입수 가능) 등과 같은 다작용성 단 분자쇄(short molecular chain) 폴리올이 폴리우레탄 제형 내에 도입된다. 폴리우레탄 제형의 발포 문제를 최소화하기 위해, 일반적으로는 소수성 폴리올, 예를 들어 피마자유 또는 다른 매우 소수성인 폴리올이 제형 내에 첨가된다. 다른 경우에는, SOVERMOL 계열 제품과 같은 피마자유 유도체가 제형에 사용된다. 소수성 폴리올의 장쇄 지방족 알킬은 폴리우레탄 제형의 발포 문제를 방지하거나 감소시키는데 바람직한 소수성을 제공한다. 그러나, 실제 적용시에, 피마자유 그 자체는 폴리우레탄 제형에서 일반적으로 사용되는, 디페닐메탄-디이소시아네이트(MDI)/중합체성 MDI 이소시아네이트 및 SPECFLEX NS540 이소시아네이트(2.3개의 작용기를 갖는 중합체성 MDI, The Dow Chemical Company로부터 입수 가능)와 같은 이소시아네이트와 비교적 높은 반응성을 갖는다.
폴리우레탄 제형의 폴리올 조성물 성분이 가지고 있는 또 다른 문제는 폴리올 조성물 중의 성분들 사이의 상용성(compatibility)의 제한에 관한 것이다. 예를 들어, 폴리올 조성물 중에 존재하는 피마자유 및 기타 가솔린 기반 폴리올(petrol-based polyol), 예를 들어 VORANOL CP260, SIMULSOL TOFP(PO 폴리올) 등은 일반적으로 서로 매우 상용성이 없다. 다량의 가솔린 기반 폴리올이 피마자유를 함유하는 폴리우레탄 제형에 혼입되는 경우, 제형의 불안정성이 발생할 수 있다. 그러나, 일부 경우에, 적절한 기계적 성능을 제공하는 제형을 얻기 위해 폴리우레탄 제형에 다량의 가솔린 기반 폴리올이 필요하다.
서로간에 개선된 상용성을 나타내는, (1) 식물성 오일 기반 폴리올(예를 들어, 피마자유) 및 (2) 가솔린 기반 폴리올(예를 들어, 부틸렌 옥사이드[BO])과 같은 폴리올 성분을 함유하는 폴리올 조성물은 폴리우레탄을 제조하는 산업 분야에서 매우 바람직하다. 또한, (1) 폴리올 성분과 (2) 이러한 폴리올을 함유하는 폴리우레탄 제형의 이소시아네이트와의 반응성을 감소시키고; 이러한 폴리올을 함유하는 폴리우레탄 제형의 기계적 성능을 개선하면; 결과적으로, 예를 들어, 폴리우레탄 제형의 가공성을 개선함으로써 폴리우레탄 제형으로부터 복합 물품을 제조하기 위한 폴리우레탄 제형을 개발하는 데 상당한 이점을 제공할 수 있다.
지금까지는, 가요성, 반경질(semi-rigid) 및 경질 폴리우레탄 폼과 같은 폴리우레탄 물품은 폴리이소시아네이트를 BO 및 기타 첨가제를 함유하는 폴리올 혼합물과 반응시키는 공지된 공정으로 제조하여 왔다. 이러한 공지된 공정은, 예를 들어, 미국 특허출원공개 US 20120232180 A1호, 독일 특허 DE10145458호, 독일 특허 DE10145440호 및 유럽 특허 EP1217019호에 개시되어 있다. 그러나, 상기 참고 문헌 중 어느 것도 감소된 반응성 및/또는 감소된 물 흡수성을 나타내는 반응성 폴리우레탄 제형을 위한 하나의 폴리올 화합물 또는 둘 이상의 폴리올 화합물의 혼합물을 포함하는 폴리올 성분의 사용을 기술하고 있지 않다.
본 발명의 폴리올 조성물은 종래 기술의 폴리우레탄 조성물의 사용시에 직면했던 문제점들에 대한 해결책을 제공한다. 예를 들어, 둘 이상의 폴리올 화합물(예를 들어, 피마자유와 같은 식물성 오일 기반 폴리올; 및 예를 들어, BO와 같은 가솔린 기반 폴리올)의 혼합물을 포함하는 본 발명의 폴리올 조성물은 다음 특성: (1) 폴리올 조성물 중에 존재하는 둘 이상의 폴리올 화합물 사이의 상용성의 증가; (2) 폴리우레탄 제형 중에 존재하는 폴리올과 폴리이소시아네이트 사이의 반응성의 감소; 및 (3) 폴리우레탄 제형의 물 흡수 특성의 감소를 제공한다.
폴리우레탄 조성물에서 본 발명의 폴리올 조성물을 사용하면 상용성, 작업 가능 시간의 확장 및 기계적 성능 특성을 포함하는 몇 가지 향상된 (최적) 특성을 갖는 폴리우레탄 조성물이 생성된다. 또한, 폴리올 조성물, 폴리우레탄 조성물, 및 폴리우레탄 조성물로부터 제조된 폴리우레탄 복합 물품의 가공성 및 이들의 제조 방법이 상당히 향상된다.
하나의 실시형태에서, 본 발명은 (a) 부틸렌 옥사이드(BO) 기반 소수성 폴리올과 같은 적어도 하나의 가솔린 기반 폴리올; 및 (b) 피마자유와 같은 적어도 하나의 식물성 오일 기반 폴리올을 포함하는 폴리올 제형 또는 조성물에 관한 것으로; 여기서 상용성은 폴리올 조성물 중에 존재하는 가솔린 기반 폴리올과 식물성 오일 기반 폴리올 사이에서 증가된다.
다른 실시형태에서, 본 발명은 (i) 제1 성분으로서, 상기 폴리올 조성물; 및 (ii) 제2 성분으로서, 폴리이소시아네이트를 포함하는 폴리우레탄 조성물에 관한 것이다. 유리하게는, BO 기반 폴리올을 함유하는 폴리올 조성물을 폴리우레탄 제형에 첨가하면: (1) 폴리우레탄 제형의 작업 가능 시간이 증가되거나 연장되고(즉, 폴리우레탄 제형의 제1 및 제2 성분의 반응성이 연장됨) 및 (2) 폴리우레탄 제형의 기계적 성능이 향상된다.
또 다른 실시형태에서, 본 발명은 (A) 제1 성분으로서, 상기 폴리우레탄 조성물; 및 (B) 제2 성분으로서, 섬유와 같은 구조 물질(structural material)을 포함하는 폴리우레탄 복합 물품 조성물에 관한 것이다.
또 다른 실시형태에서, 본 발명은 상기 폴리우레탄 복합 물품 조성물로부터 제조된 폴리우레탄 복합 물품에 관한 것이다.
또 다른 실시형태에서, 본 발명은 (1) 상기 폴리올 조성물, (2) 상기 폴리우레탄 조성물, (3) 상기 폴리우레탄 복합 물품 조성물, 및 (4) 상기 폴리우레탄 복합 물품 조성물로부터 제조된 복합 물품을 제조하는 방법을 포함한다.
도 1은 다양한 조성물에 대한 물 흡수 결과를 보여주는 그래프이다.
도 2는 ARES-G2 방법을 사용하여 BO 기반 폴리올(샘플 B)과 피마자유 사이의 반응성 비교를 보여주는 그래프이다.
도 3은 HTR TADM 방법을 사용하여 BO 기반 폴리올(샘플 B)과 피마자유 사이의 반응성 비교를 보여주는 그래프이다.
도 4는 VORANOL CP260, SIMULSOL TOFP 및 피마자유의 3원 블렌드의 상 다이어그램(phase diagram)으로, 여기서 빈 마름모 기호는 상용성 샘플을 정의하고 채워진 사각형 기호는 비상용성 샘플을 정의한다.
도 5는 (i) VORANOL CP260, SIMULSOL TOFP 및 피마자유; 및 (ii) VORAPEL T5001의, 62:24의 (i):(ii) 비율의 3원 블렌드의 또 다른 상 다이어그램으로, 여기서 빈 마름모 기호는 상용성 샘플을 정의하고 채워진 사각형 기호는 비상용성 샘플을 정의한다.
도 6은 조성물 샘플을 함유하는 일련의 병들의 사진으로, 여기서 병들 중 일부는 BO 기반 폴리올(예를 들어, VORAPEL T5001 또는 샘플 B)을 함유하고 일부는 BO 기반 폴리올이 없는 조성물을 함유하며; BO 기반 폴리올을 함유하는 병은 조성물의 상용성 특성에 대한 BO 기반 폴리올의 효과에 기인할 수 있는 시각적으로 투명한 조성물을 나타낸다.
일반적으로, 폴리우레탄 복합 물품은, (A) 제1 성분으로서, 폴리우레탄 조성물; 및 (B) 제2 성분으로서, 섬유 물질과 같은 적어도 하나의 구조 물질을 포함하는 폴리우레탄 복합 조성물로부터 제조될 수 있다. 폴리우레탄 복합 조성물의 성분(A) 폴리우레탄 조성물은 (i) 제1 성분으로서 폴리올 조성물; 및 (ii) 제2 성분으로서 적어도 하나의 폴리이소시아네이트를 포함하는 혼합물로부터 제조될 수 있다. 폴리우레탄 조성물의 성분(i) 폴리올 조성물은, (a) 부틸렌 옥사이드(BO) 기반 소수성 폴리올과 같은 적어도 하나의 가솔린 기반 폴리올; 및 (b) 피마자유와 같은 적어도 하나의 식물성 오일 기반 폴리올을 포함하는 혼합물로부터 제조될 수 있다.
하나의 실시형태에서, 본 발명의 폴리올 제형 또는 조성물은 (a) 부틸렌 옥사이드(BO) 기반 소수성 폴리올과 같은 적어도 하나의 가솔린 기반 폴리올; 및 (b) 피마자유와 같은 적어도 하나의 식물성 오일 기반 폴리올을 포함하며; 여기서 상용성은 폴리올 조성물 중에 존재하는 가솔린 기반 폴리올과 식물성 오일 기반 폴리올 사이에서 증가된다.
본 발명의 폴리올 조성물의 제1 성분(a)은 적어도 하나의 가솔린 기반 폴리올을 포함한다. 바람직한 실시형태에서, 가솔린 기반 폴리올은 하나 이상의 부틸렌 옥사이드(BO) 기반 폴리올을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나의 실시형태에서, BO 기반 폴리올은 VORAPELTM T5001(The Dow Chemical Company로부터 입수 가능)과 같은 순수한 BO 기반 폴리올을 포함할 수 있다. 또 다른 실시형태에서, BO 기반 폴리올은 적어도 하나의 BO 기반 소수성 폴리올일 수 있다. 본 발명에서 유용한 BO 기반 소수성 폴리올의 예는 다음과 같은 일반적인 화학 구조식(I)을 갖는 하나 이상의 소수성 폴리올을 포함할 수 있다:
R-[(EPO)n-(AO)m]x 구조식(I)
상기 구조식(I)은 본 발명에서 유용한 하이드로트로픽(hydrotropic) 폴리올을 포함하며, 상기 식에서 R은 개시제이고; EPO는 에틸렌 옥사이드 또는 프로필렌 옥사이드이고; n은 0 내지 약 10 범위의 수일 수 있고; AO는, 이에 국한되는 것은 아니지만, 예를 들어 부틸렌 옥사이드를 포함하는 알킬렌 옥사이드이고; m은 1 내지 약 10 범위의 수일 수 있으며; x는 폴리올의 작용기로서 x는 ≥ 3일 수 있다.
구조식(I)로 표시되는 하이드로트로픽 폴리올의 예로는 "펜타에리트리톨"(또한 본원에서는 "샘플 A"로도 지칭됨); "소르비톨"(또한 본원에서는 "샘플 B"로도 지칭됨); 및 "글리세린"(예를 들어, VORAPELTM T5001)과 같은 BO-캡핑된 폴리올을 포함할 수 있다. 하기 표 I은 2개의 화합물 샘플 A와 샘플 B의 특성들 중 일부를 요약한 것이다.
Figure pct00001
대안적인 실시형태에서, 본 발명에서 사용되는 부틸렌 옥사이드 기반 폴리올은 BO 기반 폴리올을 식물 기반 폴리올과 혼합하기 전에 제조할 수 있다. 예를 들어, BO 기반 폴리올은 (i) 글리세린, 펜타에리트리톨, 소르비톨 등과 같은 개시제; 및 (ii) 부틸렌 옥사이드(BO)를 다양한 몰비로 반응시킴으로써 제조할 수 있다. 하나의 광범위한 실시형태에서, 개시제를 먼저 에틸렌 옥사이드 또는 프로필렌 옥사이드와 같은 상이한 별개의 폴리올 화합물과 반응시켜 반응 생성물을 형성할 수 있으며, 이어서 상기 반응 생성물을 부틸렌 옥사이드와 반응시켜 본 발명에서 유용한 부틸렌 옥사이드 함유 폴리올을 생성할 수 있다. 임의의 통상적인 반응 공정 및 장비를 사용하여 상기 반응을 수행하여 본 발명의 부틸렌 옥사이드 함유 폴리올을 생성할 수 있다.
일반적으로, 폴리올 조성물의 BO 기반 폴리올, 즉 제1 성분(a)은, 하나의 실시형태에서는 5 중량% 내지 50 중량% 범위의 농도; 다른 실시형태에서는 10 중량% 내지 30 중량% 범위의 농도; 또 다른 실시형태에서는 10 중량% 내지 25 중량% 범위의 농도로 폴리올 조성물 중에 존재할 수 있다.
본 발명의 폴리올 조성물의 제2 성분(b)은 적어도 하나의 식물성 오일 기반 폴리올을 포함한다. 본 발명에 유용한 식물성 오일 기반 폴리올의 예는 피마자유, 대두유 유도체 폴리올, 아마인유 유도체 폴리올, 및 이들의 혼합물 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
일반적으로, 식물성 오일 기반 폴리올, 즉 성분(b)은, 하나의 실시형태에서는 10 중량% 내지 50 중량% 범위의 농도; 다른 실시형태에서는 20 중량% 내지 50 중량% 범위의 농도; 또 다른 실시형태에서는 25 중량% 내지 45 중량% 범위의 농도로 폴리올 조성물 중에 존재할 수 있다.
본 발명의 폴리올 조성물의 선택적 성분(c)은 다음 화합물: 가솔린 기반 EO/PO 폴리올, 소포제, 습윤제/분산제, 분자체, 접착 촉진제, 및 이들의 혼합물 중 임의의 하나 이상을 포함할 수 있다.
하나의 광범위한 실시형태에서, 본 발명의 폴리올 조성물을 제조하는 방법은, (a) 적어도 하나의 부틸렌 옥사이드 기반 소수성 폴리올; 및 (b) 적어도 하나의 식물성 오일 기반 폴리올을 혼합하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 부틸렌 옥사이드 폴리올을 함유하는 폴리올 조성물을 사용하면 유리하게는 에틸렌 옥사이드 함유 폴리올, 프로필렌 함유 폴리올 및 소수성 식물성 오일 기반 폴리올 사이의 상용성 성능이 증가한다. 일반적으로, 폴리올 조성물의 상용성 성능은, 상 다이어그램에 의해 측정되는 바와 같이, 하나의 실시형태에서는 피마자유에 대해 1 중량% 내지 55 중량%의 EO/PO 가솔린 폴리올; 다른 실시형태에서는 피마자유에 대해 20 중량% 내지 55 중량%의 EO/PO 가솔린 폴리올; 또 다른 실시형태에서는 피마자유에 대해 35 중량% 내지 55 중량%의 EO / PO 가솔린 폴리올 범위일 수 있다.
본 발명의 폴리올 조성물은 또한 에틸렌 옥사이드/프로필렌 옥사이드 함유 폴리올의 물 흡수 성능과 비교하였을 때 더 낮은 흡수 특성을 갖는 이점을 나타낼 수 있다. 일반적으로, 폴리올 조성물의 물 흡수 성능에 있어서의 감소는 일정 기간 동안 조성물의 중량 증가를 측정함으로써 결정될 수 있다. 본 발명 조성물의 물 흡수성은, 예를 들어, 섭씨 22도(℃)의 온도 및 53 퍼센트(%)의 습도에서 측정하였을 때, 하나의 실시형태에서는 0.1 중량% 내지 1.2 중량%; 다른 실시형태에서는 0.2 중량% 내지 1.2 중량%; 또 다른 실시형태에서는 0.3 중량% 내지 1.2 중량% 범위의 중량 증가일 수 있다.
다른 실시형태에서, 본 발명의 폴리우레탄 조성물은 (i) 제1 성분으로서 상술된 폴리올 조성물; 및 (ii) 제2 성분으로서 폴리이소시아네이트를 포함한다.
일반적으로, 폴리우레탄 조성물은 "A-측 물질" 및 "B-측 물질"을 포함하는 것으로 기술될 수 있으며, 여기서 A-측 물질은 적어도 하나의 이소시아네이트-함유 물질(본원에서는 성분[ii])을 포함하며; B-측 물질은 2개 이상의 폴리올의 블렌드일 수 있는 적어도 하나의 폴리올-함유 물질(본원에서는 성분[i])을 포함한다. 적어도 하나의 가교결합제 및 적어도 하나의 계면활성제와 같은 다른 첨가제가 폴리우레탄 조성물에 첨가될 수 있다. 구조 물질이 없는 생성되는 폴리우레탄 조성물은 A-측 물질을 B-측 물질과 반응시켜 폴리우레탄 복합 물품을 형성함으로써 반응 생성물을 제공하는 반응성 조성물이다. 하나의 광범위한 실시형태에서, 본 발명은 반응성 폴리우레탄 복합 조성물 또는 시스템을 형성하기 위해 상기 성분(i)인 신규한 폴리올-함유 물질(B-측)을 포함한다. 본 발명의 폴리올-함유 물질은 본 발명의 폴리올-함유 물질을 사용하여 제조된 반응성 폴리우레탄 복합 조성물에 예상치 못한 향상된 특성을 제공하는 것으로 밝혀졌다.
본 발명의 폴리우레탄 조성물의 제1 성분인 성분(i)은 상기에서 상세하게 기술된 폴리올 조성물을 포함한다. 예를 들어, 폴리올 조성물은 B-측 물질에서 소수성 BO-폴리올 성분을 함유하는 폴리올 조성물을 사용한다. 전술한 바와 같이, 바람직한 실시형태에서, 폴리우레탄 조성물을 제조하는데 유용한 폴리올 조성물은 적어도 하나의 부틸렌 옥사이드 기반 소수성 폴리올을 포함하며; 여기서 상기 적어도 하나의 부틸렌 옥사이드 기반 소수성 폴리올은 감소된 반응성 특성, 감소된 물 흡수 특성, 및 증가된 상용성 특성을 갖는 폴리우레탄 조성물을 제공한다.
유리하게는, BO 기반 폴리올을 함유하는 폴리올 조성물을 폴리우레탄 제형에 첨가하면: (1) 폴리우레탄 제형의 작업 가능 시간이 증가되거나 연장되고(즉, 폴리우레탄 제형의 제1 및 제2 성분의 반응 시간이 연장됨) 및 (2) 폴리우레탄 제형의 기계적 성능이 향상된다.
본 발명의 폴리우레탄 조성물의 제2 성분인 성분(ii)은 적어도 하나의 폴리이소시아네이트 화합물을 포함한다. 예를 들어, 폴리우레탄 조성물을 제조하는데 사용하기에 적합한 이소시아네이트, 즉 성분(ii)은 지방족, 지환족, 아르지방족 및 방향족 이소시아네이트와 같은, 폴리우레탄을 제조하기 위해 당업계에 공지된 임의의 유기 이소시아네이트를 포함할 수 있다. 하나의 실시형태에서, 비용, 이용 가능성 및 폴리우레탄 생성물에 부여되는 특성을 기반으로, 일반적으로는 방향족 폴리이소시아네이트가 바람직하다. 본 발명에 유용한 예시적인 폴리이소시아네이트로는, 예를 들어 m-페닐렌 디이소시아네이트, 2,4- 및/또는 2,6-톨루엔 디이소시아네이트(TDI), 디페닐메탄디이소시아네이트(MDI)의 다양한 이성체, 헥사메틸렌-1,6-디이소시아네이트, 테트라메틸렌-1,4-디이소시아네이트, 사이클로헥산-1,4-디이소시아네이트, 헥사하이드로톨루엔 디이소시아네이트, 수소첨가된 MDI(H12 MDI), 나프틸렌-1,5-디이소시아네이트, 메톡시페닐-2,4-디이소시아네이트, 4,4'-비페닐렌 디이소시아네이트, 3,3'-디메톡시-4,4'-비페닐 디이소시아네이트, 3,3'-디메틸디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트, 4,4',4"-트리페닐메탄 트리이소시아네이트, 폴리메틸렌 폴리페닐이소시아네이트 또는 이들과 MDI와의 혼합물(중합체성 MDI), 수소첨가된 폴리메틸렌 폴리페닐이소시아네이트, 톨루엔-2,4,6-트리이소시아네이트, 및 4,4'-디메틸 디페닐메탄-2,2',5,5'-테트라이소시아네이트를 포함한다. 하나의 바람직한 실시형태에서, 본 발명의 폴리우레탄 조성물을 형성하는데 사용될 수 있는 폴리이소시아네이트는 MDI, 및 뷰렛(biuret)-개질된 "액체" MDI 생성물 및 중합체성 MDI와 같은 MDI의 유도체뿐만 아니라, TDI의 2,4- 및 2,6-이성체의 혼합물을 포함할 수 있다.
또 다른 바람직한 실시형태에서, 폴리이소시아네이트는 VORANATETM M229와 같은 중합체성 MDI; 또는 TDI 이성체와 MDI의 혼합물로서, 여기서 TDI 이성체는 혼합물의 60 중량 퍼센트(중량%) 내지 90 중량%를 구성하고, 2,4-TDI 이성체는 VORANATETM TM-20과 같은 TDI 이성체의 적어도 70 중량%를 구성한다. 상기 VORANATETM 제품은 The Dow Chemical Company에서 입수 가능하다.
하나의 실시형태에서, 폴리이소시아네이트 또는 이의 혼합물은, 일반적으로, 분자 당 평균 1.8개 이상의 이소시아네이트기를 가질 수 있다. 다른 실시형태에서, 이소시아네이트 작용기는 약 1.9개 내지 4개, 또 다른 실시형태에서는 1.9개 내지 3.5개, 및 또 다른 실시형태에서는 1.9개 내지 2.7개일 수 있다.
또 다른 바람직한 실시형태에서, 본 발명에서 유용한 폴리이소시아네이트는 2,4-톨루엔 디이소시아네이트, 2,6-톨루엔 디이소시아네이트, 2,4-톨루엔 디이소시아네이트와 2,6-톨루엔 디이소시아네이트의 혼합물; 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 2,2'- 디페닐메탄 디이소시아네이트, 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트와 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트와 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트의 혼합물; 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
또 다른 실시형태에서, 폴리우레탄 조성물의 제조시에 사용하기에 적합한 다른 이소시아네이트, 즉 성분(ii)으로는 SPECFLEX NS 540 및 PAPI 27 중합체성 MDI와 같은 시판되고 있는 임의의 이소시아네이트 화합물을 포함할 수 있다.
폴리우레탄 조성물을 형성하는데 사용될 수 있는 폴리이소시아네이트의 양은 일반적으로 하나의 실시형태에서는 70 내지 125의 이소시아네이트 지수를 제공하는데 충분한 양일 수 있다. 다른 실시형태에서, 이소시아네이트 지수 범위는 80 내지 115일 수 있으며, 또 다른 실시형태에서, 이소시아네이트 지수 범위는 90 내지 105일 수 있다. 본원에서 "이소시아네이트 지수"는 제형에서 이소시아네이트-반응성기에 대한 이소시아네이트기의 비에 100을 곱한 값을 의미한다.
폴리우레탄 조성물을 제조하는 경우, 경우에 따라, 다른 추가의 선택적 화합물 또는 첨가제가 A-측 물질 및/또는 B-측 물질에 첨가될 수 있다. 조성물을 제조하거나 또는 생성되는 복합 물품에 목적하는 특성을 부여하기 위해 사용되는 제조 공정에서 유용할 수 있는, 예를 들어 촉매, 계면활성제, 가교결합제, 사슬 연장제, 충전제, 착색제, 난연제, 안료, 대전방지제, 강화 섬유, 산화방지제, 방부제, 산 소거제, 및 이들의 혼합물을 포함하는 하나 이상의 추가적인 유형의 다른 물질이 사용될 수 있다.
하나의 바람직한 실시형태에서, 본 발명의 폴리우레탄 조성물은 다음 화합물: (iv) 적어도 하나의 가교결합제; (v) 적어도 하나의 계면활성제; 및 이들의 혼합물 중 하나 이상을 추가로 포함할 수 있다.
일반적으로, 조성물 중의 선택적 성분은 사용되는 경우 하나의 실시형태에서는 0 중량% 내지 20 중량%; 다른 실시형태에서는 1 중량% 내지 15 중량%; 또 다른 실시형태에서는 2 중량% 내지 10 중량%의 범위일 수 있다.
하나의 예시로서, 및 이에 국한되는 것은 아니지만, 본 발명 조성물은 하기 성분들 중 하나 이상을 하기 농도로 포함할 수 있다: 하나의 실시형태에서 1 중량% 내지 약 50 중량%, 다른 실시형태에서는 2 중량% 내지 약 30 중량%의 VORAPELTM T5001 폴리올; 하나의 실시형태에서 1 중량% 내지 약 50 중량%, 다른 실시형태에서는 2 중량% 내지 약 30 중량%의 BO-캡핑된 폴리올(또한 본원에서는 "샘플 A"로 지칭됨); 하나의 실시형태에서 1 중량% 내지 약 50 중량%, 다른 실시형태에서는 2 중량% 내지 약 30 중량%의 BO-캡핑된 폴리올(또한 본원에서는 "샘플 B"로 지칭됨); 하나의 실시형태에서 10 중량% 내지 약 50 중량%, 다른 실시형태에서는 5 중량% 내지 약 30 중량%의 VORANOLTM CP260; 하나의 실시형태에서 1 중량% 내지 약 50 중량%, 다른 실시형태에서는 5 중량% 내지 약 50 중량%의 피마자유; 하나의 실시형태에서 1 중량% 내지 약 20 중량%, 다른 실시형태에서는 5 중량% 내지 약 20 중량%의 SIMULSOL TOFP 프로필렌 옥사이드(PO) 폴리올; 하나의 실시형태에서 0 중량% 내지 약 5 중량%, 다른 실시형태에서는 1 중량% 내지 약 5 중량%의 디프로필렌 글리콜; 하나의 실시형태에서 1 중량% 내지 약 60 중량%, 다른 실시형태에서는 30 중량% 내지 약 50 중량%의 SPECFLEXTM NS540 이소시아네이트(2.3개의 작용기를 갖는 중합체성 MDI); 하나의 실시형태에서 0 중량% 내지 약 20 중량%, 다른 실시형태에서는 0 중량% 내지 약 10 중량%의 분자체; 하나의 실시형태에서 0 중량% 내지 약 10 중량%, 다른 실시형태에서는 0 중량% 내지 약 5 중량%의 습윤제; 하나의 실시형태에서 0 중량% 내지 약 1 중량%, 다른 실시형태에서는 0 중량% 내지 약 0.5 중량%의 소포제; 하나의 실시형태에서 0 중량% 내지 약 10 중량%, 다른 실시형태에서는 0 중량% 내지 약 5 중량%의 유기 용매; 및 하나의 실시형태에서 0 중량% 내지 약 1 중량%, 다른 실시형태에서는 0 중량% 내지 약 0.5 중량%의 Techpur Black. 상기 성분의 범위는 제형 100 부(g) 당 농도이다.
하나의 광범위한 실시형태에서, 본 발명의 폴리우레탄 조성물을 제조하는 방법은, (i) 부틸렌 옥사이드 기반 소수성 폴리올; 및 (ii) 폴리이소시아네이트를 혼합하는 단계를 포함할 수 있다.
폴리우레탄 조성물은 당업계에 공지된 통상적인 공정 및 장비를 사용하여 폴리우레탄 복합 물품 조성물을 형성하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 전술한 본 발명의 폴리우레탄 조성물은, 예를 들어 필라멘트 권취 공정, 인발 성형 공정, 또는 산업계에 널리 공지된 또 다른 유사한 통상적인 공정에서 섬유-함유 복합체를 위한 매트릭스 물질로서 사용될 수 있다.
폴리우레탄 복합 물품을 제조하는데 유용한 폴리우레탄 복합 물품 조성물은, 예를 들어, (A) 제1 성분으로서, 상술된 폴리우레탄 조성물; 및 (B) 제2 성분으로서, 섬유 물질과 같은 적어도 하나의 구조 물질을 포함한다.
본 발명의 폴리우레탄 복합 물품 조성물의 제1 성분인 성분(A)는 상기에서 상세하게 기술된 폴리우레탄 조성물을 포함한다. 예를 들어, 성분(A)인 폴리우레탄 조성물은 (i) 제1 성분으로서 상술된 폴리올 조성물; 및 (ii) 제2 성분으로서 폴리이소시아네이트를 사용한다.
본 발명에서 성분(B)로서 유용한 구조 물질은 예를 들어 금속 등과 같은 기재 및 이들의 혼합물; 유리 섬유, 탄소 섬유 등과 같은 섬유 물질 및 이들의 혼합물; 충전제, 유리 비드 등과 같은 미립자, 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
하나의 실시형태에서, 섬유 물질과 같은 구조 물질은 예를 들어 유리 섬유 또는 탄소 섬유 등; 및 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다. 일반적으로, 폴리우레탄 복합 물품 조성물 중의 섬유 물질은, 상기 폴리우레탄 복합 물품 조성물 중의 성분들의 총 중량을 기준으로, 하나의 실시형태에서는 20 중량% 내지 80 중량%; 다른 실시형태에서는 40 중량% 내지 80 중량%; 또 다른 실시형태에서는 50 중량% 내지 70 중량%의 범위일 수 있다.
폴리우레탄 복합 물품 조성물 중의 선택적 첨가제인 성분(C)는 예를 들어 소포제, 습윤제, 카본 블랙, 분자체, 접착 촉진제 등; 및 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다.
일반적으로, 폴리우레탄 복합 물품 조성물 중의 첨가제 성분(C)은, 상기 조성물 중의 성분들의 총 중량을 기준으로, 하나의 실시형태에서는 0.5 중량% 내지 15 중량%; 다른 실시형태에서는 1 중량% 내지 15 중량%; 또 다른 실시형태에서는 5 중량% 내지 15 중량%의 범위일 수 있다.
하나의 광범위한 실시형태에서, 본 발명의 폴리우레탄 복합 물품 조성물을 제조하는 방법은, (A) 상기에서 상세하게 기술된 폴리우레탄 조성물; 및 전술한 구조 물질인 성분(B)를 혼합하는 단계를 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 폴리올 조성물은 폴리우레탄 조성물의 가공성을 개선하고, 이는 결과적으로 폴리우레탄 복합 물품 조성물의 가공성을 개선하는 반면, 폴리우레탄 조성물 또는 폴리우레탄 복합 물품 조성물의 성능에는 해로운 효과(또는 유해한 효과)가 전혀 관찰되지 않는다. 또한, 일부 경우에, 폴리우레탄 조성물 또는 폴리우레탄 복합 물품 조성물의 성능은 약간 또는 상당히 개선될 수도 있다. 폴리우레탄 조성물 및 폴리우레탄 복합 물품 조성물 성능이 유지되거나 또는 심지어 개선될 때, 최종 폴리우레탄 복합 제품 성능이 또한 유지되거나 또는 심지어는 개선될 것이라는 것은 당업자에게 명백할 것이다. 또한, 최종 폴리우레탄 복합 물품의 성능은 폴리우레탄 복합 조성물과 조합하여 사용되는 구조 물질(예를 들어, 섬유)의 종류에 따라 달라질 수 있다는 것도 당업자에게 명백할 것이다.
전술한 바와 같이, 부틸렌 옥사이드 폴리올을 함유하는 본 발명의 폴리올 조성물은 증가된 상용성 성능을 갖는 조성물로서, 여기서 폴리올 조성물 중의 성분들은, 예를 들어, 부틸렌 옥사이드 함유 폴리올 중에서, 에틸렌 옥사이드 함유 폴리올, 프로필렌 함유 폴리올 및 소수성 식물성 오일 기반 폴리올과 서로 상용성이다. 상용성 폴리올 조성물을 사용하여 폴리우레탄 조성물을 제조할 수 있으며, 이는 결과적으로 폴리우레탄 복합 물품을 제조하는 데 사용된다. 폴리올 조성물은 폴리올 조성물 중의 상이한 폴리올들 사이에서 증가된 상용성 성능을 나타내고; 폴리우레탄 조성물은 상기 폴리올 조성물로 제조되기 때문에, 폴리올 조성물의 향상된 상용성 성능 중 일부는 폴리우레탄 조성물에 제공될 수 있다. 결과적으로, 폴리우레탄 조성물은 안정성을 유지한다. 다시 말해, 폴리우레탄 조성물을 구성하는 폴리이소시아네이트 성분과 폴리올 조성물과의 상용성은 폴리우레탄 조성물로 제조된 최종 물품의 기계적 강도에 의해 간접적으로 반영될 수 있다. 예를 들어, 폴리우레탄 복합 물품의 기계적 강도가 본 발명에서와 같이 감소되거나 심지어 개선되지 않는다면, 폴리우레탄 조성물 또는 폴리우레탄 조성물로 제조된 폴리우레탄 복합 물품과의 상용성 문제는 전혀 없다.
폴리우레탄 조성물 및 폴리우레탄 복합 제품과 비교하여 폴리올 조성물의 물 흡수 성능의 감소와 관련하여, 복합 제품의 물 흡수능은 폴리우레탄 조성물의 버블 링 성능에 의해 간접적으로 반영될 수 있다. 예를 들어, 가시성 버블이 폴리우레탄 조성물의 반응 중에 발생하지 않는 경우, 이는 우수한 내수성(즉, 낮은 물 흡수) 성능을 나타냄을 의미한다. 물 흡수는 전술한 바와 같이 주로 폴리우레탄 조성물의 폴리올 성분에서 발생한다. 일반적으로, 폴리우레탄 조성물의 이소시아네이트 성분은 물을 흡수할 수 없으며, 그렇지 않으면 이소시아네이트 성분이 먼저 물과 반응할 수 있고, 이어서 폴리우레탄 조성물의 이소시아네이트 성분은 폴리우레탄 조성물의 적용 전에 파괴된다.
하나의 광범위한 실시형태에서, 상기 폴리우레탄 복합 물품 조성물로부터 제조되는 폴리우레탄 복합 물품을 제조하는 방법은,
(I) 폴리우레탄 복합 물품 조성물을 제공하는 단계;
(II) 상기 단계(I)의 폴리우레탄 복합 물품 조성물을 구조 물질과 접촉시켜 상기 구조 물질을 상기 폴리우레탄 복합 물품 조성물로 실질적으로 코팅하는 단계; 및
(III) 상기 단계(II)의 폴리우레탄 복합 물품 조성물로 실질적으로 코팅된 상기 구조 물질을 가열하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 실시형태에서, 폴리우레탄 복합재 물품 조성물은 섬유 권취 공정 또는 인발 공정과 같은 통상적인 복합체 생산 공정 및 장비를 사용하여 폴리우레탄 복합 물품을 형성하는데 사용될 수 있다.
또 다른 광범위한 실시형태에서, 본 발명의 폴리우레탄 복합 물품을 제조하는 방법은, (I) (a) 적어도 하나의 폴리이소시아네이트; 및 (b) 적어도 하나의 부틸렌 옥사이드 기반 소수성 폴리올; 및 (c) 에틸렌 옥사이드 함유, 프로필렌 함유 폴리올 및 소수성 식물성 오일 기반 폴리올을 혼합하는 단계로서, 상기 혼합 단계(I)는 반응성 폴리우레탄 조성물을 형성하는, 단계; 및 (II) 단계(I)로부터 생성되는 반응성 폴리우레탄 조성물을, 조성물을 반응시키기에 충분한 조건으로 처리하여 향상된 특성을 나타내는 폴리우레탄 복합 물품을 형성하는 단계를 포함한다. 혼합 단계(I)은, 예를 들어, 기존의 기계식 믹서 및 공정 조건을 사용하여 실온(약 25℃)에서 수행될 수 있다. 또한, 반응 단계(II)는, 예를 들어, 80℃ 내지 120℃의 온도에서 수행될 수있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 폴리우레탄 복합 물품 조성물은, (A) 제1 성분으로서, 전술한 폴리우레탄 조성물; 및 (B) 제2 성분으로서, 섬유와 같은 구조 물질을 포함한다. 본 발명의 폴리우레탄 조성물로부터 제조된 구조 물질-함유 폴리우레탄 복합 물품은 또한 예를 들어 폴리우레탄 복합 물품의 기계적 성능의 증가를 포함하는 개선을 나타낼 수 있다. 예를 들어, ISO 527 표준 방법에 의해 측정된 폴리우레탄 복합 물품의 인장 강도는 하나의 실시형태에서는 60 메가파스칼(MPa) 내지 90 MPa; 다른 실시형태에서는 65 MPa 내지 80 MPa; 또 다른 실시형태에서는 70 MPa 내지 80 MPa의 범위일 수 있다.
본 발명의 폴리우레탄 조성물 및 폴리우레탄 복합 물품 조성물은 예를 들어 필라멘트 와인딩 공정에 의해 제조되는 복합 전신주를 생산하거나, 또는 폴리우레탄 수지를 포함하는 인발 산업에서 물품을 생산하는 것 등을 포함하여 많은 응용 분야에서 사용될 수 있다. 상기 응용 분야에서, 폴리우레탄 수지는 폴리우레탄 수지의 우수한 기계적 성능(예를 들어, 인성 및 피로 저항) 및 전술한 내화학성 성능으로 인해 매트릭스 물질로서 상당한 관심을 끌어왔다. 그러나, 폴리우레탄 조성물 생산시의 일반적인 모순은 (1) 조성물의 반응성 및 기계적 성능; 및/또는 (2) 조성물의 전체적인 기계적 성능을 개선하기에 충분한 조성물의 가용 시간(또는 작업 가능 수명) 및 방수성/방습성의 균형을 이루는 능력이다.
산업계의 일반적인 관행은 높은 하이드록실가를 가진 폴리올을 도입하는 것이며, 기계적 성능을 개선하기 위해 일반적으로는 다수의 작용기가 조성물 내로 도입된다. 그러나, 종래 기술에서 사용되는 통상적인 폴리올은 일반적으로 에틸렌 옥사이드(EO) 또는 프로필렌 옥사이드(PO)로 제조되며, 이는 높은 수분 흡수능 및 발포 문제를 갖는 조성물을 생성할 것이다. 또한, 상기 종래 기술의 폴리올은 일반적으로 이소시아네이트와 높은 반응성을 가지며, 이러한 공지된 폴리올은 폴리우레탄 제형의 작업 가능 시간을 크게 감소시킬 것이다. 짧은 작업 가능 시간은 PU 기반 복합체의 일반적인 과제 중 하나이다. 반면에, 본 발명은 폴리우레탄 조성물로부터 제조되는 복합 물품의 기계적 성능을 유지하거나 증가시키면서 더 긴 작업 가능 시간을 나타내는 폴리우레탄 조성물을 제공한다.
실시예
하기 실시예들은 본 발명을 보다 상세하게 예시하기 위해 추가로 제시되는 것이지만, 청구범위의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 달리 지시되지 않는 한, 모든 부 및 백분율은 중량을 기준한다.
이하의 본 발명 실시예(Inv. Ex.) 및 비교예(Comp. Ex.)의 샘플을 제조하는데 사용된 다양한 물질이 하기 표 II에 설명되어 있다.
Figure pct00002
시험 방법
수분 흡수능 측정을 위한 일반적 절차
단계(1): 시험 환경의 습도를 50% 내지 약 60%의 습도로 제어한다.
단계(2): 약 5 그램(g)의 폴리올 시스템 또는 제형을 칭량한 다음 15 센티미터(cm) x 10 cm의 용지 크기 치수를 갖는 인쇄 용지 시트 상에 폴리올을 바른다.
단계(3): 수분 표시기에 의해 측정된 폴리올의 중량 증가를 관찰하고 기록한다. 5 분마다 중량 증가를 기록한다. 기록된 중량 증가는 폴리올의 수분 흡수능으로 간주한다.
단계(4): 시간에 따른 폴리올의 기록된 중량 증가를 플롯팅하고 그 결과로부터 수분 흡수 곡선을 제작한다.
이소시아네이트와의 반응성을 위한 일반적 절차
폴리올 제형 및 이소시아네이트 제형을 별도로 제조한다. 이들 두 가지 제형을 완전히 혼합하고; 이어서 10/초의 전단 속도에서 ARES-G2 레오미터(TA Instruments로부터 입수 가능)를 통해 혼합물의 점도 빌드업(viscosity building up)을 측정할 수 있다. 데이터를 10초마다 수집한다.
대안적으로, 예를 들어, 문헌["A Novel High-Throughput Viscometer", ACS Comb. Sci. 2016, 18, 405-414]에 기술되어 있는 바와 같이 HTR TADM 점도 측정 방법 및 점도계 기기를 사용하여 개방 바이알에서 점도 빌드업을 측정할 수 있다. "HTR TADM"은 High Throughput Research Total Aspirate and Dispense Method를 나타낸다.
본 발명에서 유용한 또 다른 절차는 본원에서 "Brookfield DV-II Pro 대용량 방법"으로 지칭된다(즉, BROOKFIELD DV-II+ Pro는 대용량 샘플의 점도 빌드업을 측정하는데 사용된다). 스핀들 LV4(ENTRY CODE: 64)는 모든 측정에 대해 50의 분당 회전수(rpm)의 속도로 사용된다. 시험 장비를 보호하기 위해 점도 값이 2 파스칼-초(Pa-s)(2,000 센티포이즈[cps])를 초과하기 전에 측정을 중지한다. 대용량 샘플의 온도를 측정하기 위해 전자 온도계를 샘플 내에 배치한다.
기계적 성능(인장 강도) 시험을 위한 일반적 절차
제형 시스템을 몰드에서 주조한 다음, 시험을 위해 아령 형상으로 절단한다. ISO 527 표준에 설명된 절차에 따라 인장 강도 시험을 수행한다. 최대 인장 강도 및 모듈러스 특성을 모든 전체 복합 제형 샘플에 대해 측정한다.
상용성 시험을 위한 일반적 절차
3원 폴리올 블렌드(피마자유, VORANOL CP260 및 SIMULSOL TOFP)을 상이한 비율로 블렌딩하여 실험 설계(혼합물 설계)를 수행한다. 혼합물의 혼화성 및 혼합물의 상용성을 검사하여 도 4 및 도 5에 기술된 상 다이어그램과 같은 상 다이어그램을 얻는다. 육안 검사로 평가하였을 때 탁하거나 상 분리된 샘플은 비상용성으로 처리한다(예를 들어, 도 6 참조). 샘플 조성물에 BO 기반 폴리올을 첨가하기 전과 후에 상 다이어그램을 비교한다. 샘플 조성물에 BO 기반 폴리올을 첨가한 후에 더 많은 상용성 샘플이 수득되는 것으로 확인되었다.
도 2에는 일정 기간에 걸쳐 플롯팅한 여러 폴리올 샘플의 중량 증가(물 흡수) 그래프가 도시되어 있다. VORANOL CP260과 같은 종래의 프로필렌 옥사이드(PO) 기반 폴리올의 중량 증가(물 흡수)의 결과를 본 발명의 (예를 들어, VORAPELTM T5001 폴리올과 같은 순수한 BO 기반 폴리올을 포함하는) 부틸렌 옥사이드(BO)-캡핑된 폴리올의 중량 증가와 비교한다. 도 2의 데이터는 BO-캡핑된 EO-BO 기반 폴리올(샘플 A) 및 BO-캡핑된 EO-BO 기반 폴리올(샘플 B)의 물 흡수능이 종래의 PO 기반 폴리올, VORANOL CP260의 물 흡수능보다 훨씬 낮다는 것을 보여준다.
도 3에는 ARES-G2 방법을 사용하여 반응성을 측정할 때 BO 기반 폴리올 샘플 B와 피마자유 사이의 반응성 비교 그래프가 도시되어 있다. 도 3의 데이터는 BO 기반 폴리올이 개방 및 폐쇄 환경 모두에서 피마자유보다 훨씬 낮은 반응성을 갖는다는 것을 보여준다.
표 IV에 기술된 여러 샘플 제형의 반응성은 HTR TADM 방법을 사용하여 측정하며; 그 결과는 도 4에 도시된 그래프에서 점도 대 시간으로 플롯팅되어 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 샘플 제형이 환경 습기에 노출되는 경우, 모든 BO 기반 폴리올은 피마자유 및 VORANOL CP260과 같은 종래의 PO 기반 폴리올의 반응성보다 훨씬 더 낮은 반응성을 갖는다.
본 발명 실시예 1 내지 3 및 비교예 A 및 B
반응성 평가에서 모든 샘플은 다음과 같은 일반적 절차를 사용하여 제조하였다: 일차적으로 폴리올 또는 폴리올 블렌드를 주어진 용량으로 블렌딩한 다음 FlackTek 스피드 믹서를 사용하여 2,000 rpm에서 2분 동안 혼합하였다. 이어서, 이소시아네이트 성분을 폴리올 부분에 첨가하고, 이소시아네이트 및 폴리올의 생성 혼합물을 FlackTek 스피드 믹서를 사용하여 2,000 rpm에서 추가로 2분 동안 다시 혼합하였다. 이어서, 각 샘플의 점도를 측정하였다. 유동 시간은 점도가 2 Pa-s(2,000 cps)보다 높은 점도에 도달하는 시간으로 정의된다.
Figure pct00003
Figure pct00004
표 V에 기술된 여러 샘플 제형의 반응성은 HTR TADM 방법을 사용하여 측정하며; 그 결과는 BO 기반 폴리올 샘플 B와 피마자유 사이의 반응성 비교 결과를 제공한다.
12부의 VORAPELTM T5001 폴리올 또는 12부의 BO 캡핑된 폴리올 샘플 B(표 V에 기술된 제형)를 도입한 후, 복합 제형의 반응성은 현저하게 감소하였으며; 12부의 VORAPELTM T5001 폴리올 또는 12부의 BO 캡핑된 폴리올 샘플 B를 함유하는 제형 모두 30% 더 긴 유동 시간(분)을 갖는 제형을 제공한다. TOPF 용량이 11부에서 14부로 증가된 경우에 조차도 제형의 유동 시간은 15% 이상 더 길어진다. 12부의 BO-캡핑된 폴리올 샘플 B를 사용하면, 17% 투여량 수준 정도로 높은 TOPF를 함유하는 제형조차도 본원에서 제형 287( "F287"로도 약칭됨)로 지칭되는 벤치 마크 제형에 비해 5% 더 긴 유동 시간을 갖는 제형을 제공한다. 실시예의 데이터는 BO 기반 폴리올이 PU 복합 제형의 반응성을 현저하게 감소시킬 수 있다는 것을 나타낸다.
복합 제형 중에 피마자유를 사용하는 것과 비교하여 복합 제형 중에 BO 기반 폴리올을 사용하는 제형의 기계적 성능을 표 VI을 참조하여 설명한다. 표 VI에 기술된 복합 제형 중의 피마자유를 부분적으로 BO 기반 폴리올로 대체한다. 예를 들어, 표 VI에 표시된 바와 같이, 본 발명 실시예 4에서, 25 중량%의 피마자유를 BO 기반 폴리올 샘플 A로 대체하고; 본 발명 실시예 5에서, 25 중량%의 피마자유를 BO 기반 폴리올 샘플 B로 대체한다. 이어서, 제형의 기계적 성능(인장 강도)을 측정한다. 표 VII에 기술된 결과는 PU 복합 제형의 기계적 성능에 대한 BO 기반 폴리올의 효과를 보여준다, 즉, 상기 결과는 제형의 기계적 성능(인장 강도)이 각각 4% 및 8% 증가했음을 보여준다.
본 발명 실시예 4 및 5 및 비교예 C
Figure pct00005
Figure pct00006
표 VIII은 전체 PU 복합 제형의 기계적 성능에 대한 BO 기반 폴리올의 효과를 기술한다. 제형 중에 12부의 BO 기반 폴리올을 도입하고 제형 중의 SIMULSOL TOFP 용량을 11부에서 17부로 증가시킨 후, 기계적 성능(인장 강도)은 표 VIII의 데이터에 의해 나타난 바와 같이 BO 캡핑된 폴리올을 갖는 제형(샘플 B)에 대해서는 13% 증가하고, 순수한 BO 기반 폴리올 VORAPEL T5001에 대해서는 18% 증가한다.
Figure pct00007
Figure pct00008
피마자유와 가솔린 기반 폴리올 사이의 상용성은 도 4 및 도 5와 표 X 및 표 XI을 참조하여 설명할 수 있다.
Figure pct00009
Figure pct00010
도 4에는 다음 세 가지 성분: VORANOL CP260, SIMULSOL TOFP 및 피마자유를 포함하는 3원 블렌드의 상 다이어그램이 도시되어 있다. 도 5에는 다음 성분: (i) VORANOL CP260, SIMULSOL TOFP 및 피마자유; (ii) VORAPEL T5001(62:24의 비율)를 포함하는 3원 블렌드의 상 다이어그램이 도시되어 있다. 도 4 및 도 5의 상 다이어그램에서, 빈 마름모 기호는 상용성 샘플을 정의하고 채워진 사각형 기호는 비상용성 샘플을 정의한다.
그림 4 및 도 5의 상 다이어그램 결과로부터, BO 기반 폴리올 VORAPEL T5001을 첨가한 후 피마자유와 가솔린 기반 폴리올(VORANOL CP260 및 SIMULSOL TOFP) 사이의 상용성이 크게 증가하였고; 비상용성 대역은 극적으로 감소(예를 들어, VORAPEL T5001이 없는 샘플보다 50% 더 작음)하였음을 분명하게 알 수 있다.
Figure pct00011
도 6에는 6개의 캡이 달린 원통형 샘플 튜브 병에 들어있는 6개의 샘플 폴리우레탄 복합 제형(본원에서는 "샘플 1 내지 6"이라 지칭함)의 사진이 나타나 있다. 도 6은 PU 복합 제형의 상용성에 대한 BO 기반 폴리올(예를 들어, VORAPEL T5001 또는 샘플 B)의 효과를 예시한다. 도 6의 결과는 BO 기반 폴리올을 제형에 첨가하기 전에 14%의 TOPF를 함유하는 샘플 1 및 17%의 SIMULSOL TOFP를 함유하는 샘플 4가 혼탁하다는 것을 보여준다. BO 기반 폴리올을 제형들, 즉 VORAPEL T5001을 함유하는 샘플 2 및 샘플 5; 및 샘플 B를 함유하는 샘플 3 및 샘플 6에 첨가한 후; 샘플은 투명하고 단일 상(single phase)이 되었으며, 이는 BO 기반 폴리올, 즉 순수한 BO 유도체(VORAPEL T5001) 및 EO/BO 유도체(샘플 B) 모두가 피마자유와 가솔린 기반 폴리올 사이의 상용성을 크게 증가시킨다는 것을 나타낸다.
전술한 바와 같은 본 발명의 샘플 제형 및 비교예에 대해 수행한 시험 결과로부터, BO 기반 폴리올(즉, BO로 캡핑된 폴리올)이 종래의 PO 기반 폴리올과 비교하였을 때 장점을 나타내는 것으로 확인되었다. 예를 들어, 본 발명의 BO-캡핑된 폴리올은 유리하게는 종래의 PO 기반 폴리올보다 더 낮은 반응성 및 더 낮은 수분 흡수 성능을 갖는다. 또한, 본 발명의 BO 기반 폴리올을 함유하는 제형은 유리하게는 피마자유보다 더 낮은 반응성 및 증가된 기계적 성능을 갖는다.

Claims (19)

  1. 적어도 하나의 부틸렌 옥사이드 기반 소수성 폴리올을 포함하는 폴리우레탄 복합 조성물을 제조하기 위한 폴리올 조성물로서; 여기서 상기 적어도 하나의 부틸렌 옥사이드 기반 소수성 폴리올은 15분 내지 20분의 유동 시간(flow time)의 감소된 반응성 특성, 2.0 중량% 내지 1 중량% 미만의 물 흡수능의 감소된 물 흡수 특성, 및 30 퍼센트 내지 55 퍼센트의 증가된 상용성(compatibility) 특성을 제공하는, 폴리올 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 식물 기반 폴리올을 추가로 포함하는, 폴리올 조성물.
  3. 폴리올 조성물을 제조하는 방법으로서,
    (a) 부틸렌 옥사이드(BO) 기반 소수성 폴리올과 같은 적어도 하나의 가솔린 기반 폴리올(petrol-based polyol); 및
    (b) 피마자유와 같은 적어도 하나의 식물성 오일 기반 폴리올을 혼합하는 단계를 포함하며; 여기서 상용성은 상기 폴리올 조성물 중에 존재하는 상기 가솔린 기반 폴리올과 상기 식물성 오일 기반 폴리올 사이에서 증가되는, 방법.
  4. 폴리우레탄 조성물로서,
    (a) 적어도 하나의 폴리이소시아네이트; 및
    (b) 적어도 3개 이상의 작용기를 갖는 적어도 하나의 부틸렌 옥사이드 기반 소수성 폴리올의 반응 혼합물을 포함하는, 폴리우레탄 조성물.
  5. 제4항에 있어서, 상기 적어도 하나의 부틸렌 옥사이드 기반 소수성 폴리올은 감소된 반응성 특성, 감소된 물 흡수 특성, 및 증가된 상용성 특성을 갖는 폴리우레탄 복합 조성물을 제공하는, 폴리우레탄 조성물.
  6. 제4항에 있어서, 상기 폴리우레탄 복합 조성물은 점도 빌드업 방법(viscosity building-up method)으로 측정하였을 때 5 퍼센트 내지 50 퍼센트 범위의 감소된 반응성 특성을 갖는, 폴리우레탄 조성물.
  7. 제4항에 있어서, 상기 폴리우레탄 복합 조성물은 중량 증가 기반 물 흡수 방법으로 측정하였을 때 22℃에서 53 퍼센트의 습도 수준에 30분 노출 후 0.4 퍼센트 내지 1.5 퍼센트 범위의 감소된 물 흡수 특성을 갖는, 폴리우레탄 조성물.
  8. 제4항에 있어서, 상기 폴리우레탄 복합 조성물은 가시적 상 분리 검사 방법으로 측정하였을 때 2 퍼센트 내지 50 퍼센트 범위의 증가된 상용성 특성을 갖는, 폴리우레탄 조성물.
  9. 제4항에 있어서, 상기 적어도 하나의 폴리이소시아네이트는 40 중량 퍼센트 내지 70 중량 퍼센트 범위의 농도로 조성물 중에 존재하며; 상기 적어도 하나의 부틸렌 옥사이드 기반 소수성 폴리올은 2 중량 퍼센트 내지 40 중량 퍼센트 범위의 농도로 조성물 중에 존재하는, 폴리우레탄 조성물.
  10. 제4항에 있어서, 상기 폴리우레탄 복합 조성물은, (c) 적어도 하나의 에틸렌 옥사이드 기반 폴리올, 적어도 하나의 프로필렌 옥사이드 기반 폴리올, 또는 이들의 혼합물; (d) 적어도 하나의 식물성 오일 기반 폴리올; (e) 적어도 하나의 가교결합제; 및 (f) 적어도 하나의 계면활성제 중 하나 이상을 추가로 포함하는, 폴리우레탄 조성물.
  11. 제4항에 있어서, 상기 적어도 하나의 부틸렌 옥사이드 기반 소수성 폴리올은 부틸렌 옥사이드 캡핑된 폴리올인, 폴리우레탄 조성물.
  12. 제4항에 있어서, 상기 적어도 하나의 부틸렌 옥사이드 기반 소수성 폴리올은 글리세린-함유 폴리올, 펜타에리트리톨-함유 폴리올, 소르비톨-함유 폴리올, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군 중에서 선택되는, 폴리우레탄 조성물.
  13. 폴리우레탄 조성물을 제조하는 방법으로서,
    (i) 제1 성분으로서, 제1항의 폴리올 조성물; 및
    (ii) 제2 성분으로서, 적어도 하나의 폴리이소시아네이트를 혼합하는 단계를 포함하는, 방법.
  14. 폴리우레탄 복합 물품 조성물로서,
    (A) 제1 성분으로서, 제4항의 폴리우레탄 조성물; 및
    (B) 제2 성분으로서, 구조 물질(structural material)을 포함하는, 폴리우레탄 복합 물품 조성물.
  15. 제14항에 있어서, 상기 구조 물질은 섬유인, 폴리우레탄 복합 물품 조성물.
  16. 제14항의 폴리우레탄 복합 물품 조성물로부터 제조되는 폴리우레탄 복합 물품.
  17. 폴리우레탄 복합 물품으로서,
    (a) 적어도 하나의 폴리이소시아네이트; 및
    (b) 적어도 3개 이상의 작용기를 갖는 적어도 하나의 부틸렌 옥사이드 기반 소수성 폴리올의 반응 생성물을 포함하는, 폴리우레탄 복합 물품.
  18. 폴리우레탄 복합 물품을 제조하는 방법으로서,
    (I) 하기:
    (a) 적어도 하나의 폴리이소시아네이트; 및
    (b) 적어도 3개 이상의 작용기를 갖는 적어도 하나의 부틸렌 옥사이드 기반 소수성 폴리올
    을 혼합하는 단계로서, 상기 혼합 단계(i)는 반응성 폴리우레탄 복합 조성물을 형성하는, 단계; 및
    (II) 상기 단계(I)로부터 생성되는 반응성 조성물을, 상기 조성물을 반응시켜, 폴리우레탄 복합 수지에 대해서만 65 MPa 내지 75 MPa의 인장 강도를 갖고; 가시적 검사에 의해 측정하였을 때 명백한 버블링에서 가시적 버블이 전혀 없는 기포로의 버블링을 피하기 위해 물 감수성을 갖는 폴리우레탄 복합체를 형성하기에 충분한 조건으로 처리하는 단계를 포함하는, 방법.
  19. 제18항의 방법에 의해 제조되는 폴리우레탄 복합 물품.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111423573B (zh) * 2020-04-23 2021-04-20 南京工业大学 一种聚氨酯多元醇及其制备方法与应用
CN113214731A (zh) * 2021-04-26 2021-08-06 中科院广州化灌工程有限公司 一种耐久性植物油基抗涂鸦、易清洁涂料及其制备方法和应用

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE10063194A1 (de) 2000-12-19 2002-06-20 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von Polyurethanweichschaumstoffen
JP4826865B2 (ja) 2001-04-19 2011-11-30 Ｄｉｃ株式会社 ウレタン系硬質被覆用樹脂組成物および被覆材
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DE10145458B4 (de) 2001-09-14 2014-03-20 Basf Se Verfahren zur Herstellung von Urethan- und überwiegend Isocyanuratgruppen aufweisenden Polyurethanhartschaumstoffen
EP1991608A4 (en) * 2006-02-23 2011-07-20 Robert N Clausi HIGHLY CHARGED COMPOSITE MATERIALS
WO2009129292A1 (en) * 2008-04-18 2009-10-22 Dow Global Technologies Inc. Polyol esters and process for making them
US20120232180A1 (en) 2011-03-08 2012-09-13 Basf Se Process for the production of polyurethane rigid foams
JP5938283B2 (ja) * 2012-06-29 2016-06-22 第一工業製薬株式会社 ポリオール組成物、ポリウレタン樹脂形成性組成物及びポリウレタン樹脂
WO2014160617A1 (en) * 2013-03-28 2014-10-02 Dow Global Technologies Llc Polyurethane sealant based on poly (butylene oxide) polyols for glass sealing
JP2019522694A (ja) 2016-05-31 2019-08-15 ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー 低陰極剥離性コーティング
EP3475327A4 (en) 2016-06-24 2020-03-11 Dow Global Technologies LLC METALLIC POLYURETHANE COMPOSITE AND PROCESS FOR PREPARING THE SAME

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