KR20240059209A - 탄닌을 포함하는 난연성 접착제 조성물 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예들은, 탄닌산, 이소시아네이트 및 폴리카보네이트디올;을 포함하는 난연성 접착제 조성물을 제공할 수 있다.
Description
본 발명의 실시예들은 탄닌 및 폴리카보네이트디올를 포함하는 난연성 접착제 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
최근 친환경, 이산화탄소 활용, 저감경영, 글로벌화등이 사회적 이슈로 부각되고 있으며 유럽을 중심으로 환경 및 제품규제가 제도적으로 점차 확대되고 있다. 환경 친화형 소재 개발은 국내외 환경규제 적용과 확대 그리고 친환경 인증제등의 사유로 그 필요성이 더욱 절실해지고 있다. 특히 VOC/포름알데히드/중금속/환경호르몬free 혹은 저감 접착제, 생분해성 접착제 및 재활용과 재사용 가능한 접착제 등 환경 친화형 소재에 속하는 접착제에 대한 수요가 급증하는 추세이다. 또한, 각종 화재에 대응하여 인적·물적인 피해를 최소화하기 위해서 접착제에 대한 난연성이 요구되고 있다.
대표적으로 할로겐계 물질을 첨가하여 난연성을 향상시킬수 있으나, 할로겐계 난연재는 자체적으로 암을 유발하는 등 인체에 유해하거나(octa-BDE, penta-BDE), 연소과정에서 퓨란이나 다이옥신 등 유독물질 발생 혹은 부식성 가스 생성을 통해 사람의 폐에 손상을 유발함. 또한 기계/전기장치의 이상을 초래할 수 있으며, 토양 및 대기 중에 축적되어 생태계를 파괴하는 등의 심각한 문제를 발생시킬 수 있다.
따라서 연소과정에서 가스 생성률과 독성이 적고, 난연성이 우수한 환경 친화형 접착제에 대한 개발이 요구된다.
본 발명의 실시예에서는 독성이 낮고, 난연성이 우수한 접착제 조성물 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 투명도가 높은 난연성 접착제를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 난연선 접착제 조성물은 탄닌산; 이소시아네이트; 및 폴리카보네이트디올;을 포함할 수 있다.
상기 탄닌산은 상기 탄닌산, 이소시아네이트 및 폴리카보네이트디올의 전체 중량 기준으로, 0.1wt% 내지 3.0wt% 범위로 포함될 수 있다.
상기 탄닌산과 상기 폴리카보네이트디올은 중량 기준으로, 1:20 내지 1:200 범위의 비율로 포함될 수 있다.
또한, 상기 탄닌산과 상기 이소시아네이트는 중량 기준으로, 1:5 내지 1:50 범위의 비율로 포함될 수 있다.
상기 폴리카보네이트디올은 평균 분자량이 250 내지 5000 범위일 수 있다.
상기 이소시아네이트는, 메틸렌디페닐 디이소시아네이트(methylenediphenyl diisocyante, MDI), 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트(1,6-hezamethylene diisocyanate, HDI), p-페닐렌 디이소시아네이트(p-phenylene diisocyanate, PPDI), 톨루엔 디이소시아네이트(toluene diisocyanate, TDI), 1,5-나프탈렌 디이소시아네이트(1,5-naphthalene diisocyanate, NDI), 이소포론 디이소시아네이트(isoporon diisocyanate, IPDI), 시클로헥실메탄 디이소시아네이트(cyclohexylmethane diisocyanate, H12MDI), 자이렌 디이소시아네이트( Xylene diisocyanate, XDI), 노보네인 디이소시아네이트(Norbornane diisocyanate, NBDI) 및 트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트(Trimethyl hexamethylene diisocyanate, TMDI)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 난연성 접착제 조성물 제조방법은 이소시아네이트 및 폴리카보네이트디올을 혼합하여 제1혼합물을 수득하는 단계; 상기 제1혼합물에 탄닌산을 혼합하여 중간 조성물을 수득하는 단계; 및 상기 중간 조성물을 후처리하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 상기 제1혼합물에 탄닌산을 혼합하는 단계는, 상기 탄닌산을 상기 폴리카보네이트디올과 중량 기준으로, 1:35 내지 1:150 범위의 비율로 혼합할 수 있다.
상기 상기 제1혼합물에 탄닌산을 혼합하는 단계는, 상기 탄닌산을 상기 이소시아네이트와 중량 기준으로, 1:5 내지 1:50 범위의 비율로 혼합할 수 있다.
상기 탄닌산은 상기 탄닌산, 이소시아네이트 및 폴리카보네이트디올의 중량 전체 기준으로, 0.1wt% 내지 3.0wt% 범위로 포함할 수 있다.
상기 폴리카보네이트디올은 평균 분자량이 250 내지 5000 범위일 수 있다.
상기 이소시아네이트는, 메틸렌디페닐 디이소시아네이트(methylenediphenyl diisocyante, MDI), 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트(1,6-hezamethylene diisocyanate, HDI), p-페닐렌 디이소시아네이트(p-phenylene diisocyanate, PPDI), 톨루엔 디이소시아네이트(toluene diisocyanate, TDI), 1,5-나프탈렌 디이소시아네이트(1,5-naphthalene diisocyanate, NDI), 이소포론 디이소시아네이트(isoporon diisocyanate, IPDI), 시클로헥실메탄 디이소시아네이트(cyclohexylmethane diisocyanate, H12MDI), 자이렌 디이소시아네이트( Xylene diisocyanate, XDI), 노보네인 디이소시아네이트(Norbornane diisocyanate, NBDI) 및 트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트(Trimethyl hexamethylene diisocyanate, TMDI)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 중간 조성물을 후처리하는 단계는, 진공조건에서 80℃ 내지 100 ℃ 온도 범위로 열처리할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 난연성 접착제 조성물은 접착성이 우수하면서 난연성이 우수한 특성이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 난연성 접착제 조성물은 독성이 거의 없는 친환경적인 특성이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 난연성 접착제 조성물은 우수한 투명도를 유지할 수 있는 특성이 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 난연성 접착제 조성물 제조방법을 개략도이다.
도 2는 실시예 1 내지 5에 따른 난연성 접착제의 FT-IR 분석 결과를 나타낸 것이다.
도 3은 실시예 1 내지 5에 따른 난연성 접착제의 DSC 분석 결과를 나타낸 것이다.
도 4는 실시예 1 및 비교예 1에 난연성 접착제의 투명도 비교 결과를 나타낸 것이다.
도 2는 실시예 1 내지 5에 따른 난연성 접착제의 FT-IR 분석 결과를 나타낸 것이다.
도 3은 실시예 1 내지 5에 따른 난연성 접착제의 DSC 분석 결과를 나타낸 것이다.
도 4는 실시예 1 및 비교예 1에 난연성 접착제의 투명도 비교 결과를 나타낸 것이다.
여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
제1, 제2 및 제3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제1 성분, 부분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제2 성분, 부분, 영역, 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 일 실시예는 난연성 접착제 조성물의 제조방법을 제공할 수 있다. 도 1은 일 실시예에 따른 난연성 접착제 조성물의 제조방법 개략도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 난연성 접착제 조성물은 이소시아네이트 및 폴리카보네이트디올(Polycarbonate Diol, PCD)을 혼합하는 단계(s100), 탄닌산을 혼합하는 단계(s200) 및 후처리 단계(300)를 포함할 수 있다.
우선, 이소시아네이트 및 폴리카보네이트디올 혼합하는 단계(s100)는 이소시아네이트 및 폴리카보네이트디올 혼합하여 제1혼합물을 수득하는 단계일 수 있다. 상기 이소시아네이트와 폴리카보네이트디올을 중량 기준으로 1:3 내지 1:5 범위의 비율로 혼합할 수 있고, 구체적으로 1:3.5 내지 1:4.5 범위의 비율로 혼합할 수 있다.
상기 이소시아네이트는 메틸렌디페닐 디이소시아네이트(methylenediphenyl diisocyante, MDI), 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트(1,6-hezamethylene diisocyanate, HDI), p-페닐렌 디이소시아네이트(p-phenylene diisocyanate, PPDI), 톨루엔 디이소시아네이트(toluene diisocyanate, TDI), 1,5-나프탈렌 디이소시아네이트(1,5-naphthalene diisocyanate, NDI), 이소포론 디이소시아네이트(isoporon diisocyanate, IPDI), 시클로헥실메탄 디이소시아네이트(cyclohexylmethane diisocyanate, H12MDI), 자이렌 디이소시아네이트( Xylene diisocyanate, XDI), 노보네인 디이소시아네이트(Norbornane diisocyanate, NBDI) 및 트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트(Trimethyl hexamethylene diisocyanate, TMDI)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 폴리카보네이트디올은, 발명의 폴리카보네이트 디올은 난연성 접착제 조성물로 제조되기 위하여, 알킬렌기를 포함하는 폴리카보네이트디올인 것이 바람직하다. 폴리카보네이트디올은 기계적 물성, 내열성 및 유연성의 균형이 우수하여 폴리카보네이트디올을 포함하는 접착제 조성물로 제조되어 접착제로 사용함에 따라 접착제의 기계적 물성, 내열성 및 유연성을 향상 또는 부여하는 역할을 할 수 있다.
또한, 상기 폴리카보네이트디올은 탄소수 3 내지 20의 2가의 알킬렌기를 포함하는 물질로서, 평균 분자량이 250 내지 5000일 수 있다.
상기 폴리카보네이트디올의 범위가 상기 범위의 상한 값을 벗어나는 경우, 최종 합성 조성물이 젤과 같은 성질로 셀을 형성하는데 어려울 수 있다. 상기 폴리카보네이트디올의 범위가 상기 범위의 하한 값을 벗어나는 경우, 조성물이 경화되어 성형성이 저하되는 문제가 있다.
상기 이소시아네이트 및 폴리카보네이트디올 혼합하는 단계(s100)는 60℃ 내지 80 ℃ 온도 범위에서 수행될 수 있다. 또한, 별도의 기계적 교반장치를 이용하여 상기 이소시아네이트 및 폴리카보네이트디올을 교반하면서 혼합할 수 있다. 이때, 200rpm 내지 400rpm 범위의 교반속도에 의해 교반될 수 있다. 상기 이소시아네이트 및 폴리카보네이트디올을 균일하게 혼합할 수 있다면 특히 한정되지 않는다.
그 다음, 탄닌산을 혼합하는 단계(s200)에는, 상기 이소시아네이트 및 폴리카보네이트디올 혼합하는 단계(s100)에서 이소시아네이트 및 폴리카보네이트디올 혼합하여 얻어지는 제1 혼합물에 탄닌산을 혼합할 수 있다.
상기 탄닌산은 탄닌산, 이소시아네이트 및 폴리카보네이트디올의 중량 전체 기준으로, 0.1wt% 내지 3.0wt% 범위로 포함될 수 있고, 구체적으로 0.2wt% 내지 2.0wt% 범위로 포함될 수 있다. 탄닌산을 상기 범위로 혼합할 경우, 투명하고 난연성과 접착성이 우수한 접착제 조성물을 효과적으로 제조할 수 있는 이점이 있다.
또한, 탄닌산을 상기 범위 이상으로 혼합할 경우 접착제가 짙은 갈색을 띄고, 점성이 높은 조성물로 젤(gel)과 같은 특성을 가져 성형을 하기 어렵다.
또한, 상기 탄닌산은 상기 폴리카보네이트디올과 중량 기준으로, 1:20 내지1:200 범위의 비율로 혼합할 수 있고, 구체적으로 1:35 내지 1:150 범위의 비율로 혼합할 수 있다.
또한, 상기 탄닌산을 상기 이소시아네이트와 중량 기준으로, 1:5 내지 1:50 범위의 비율로 혼합할 수 있고, 구체적으로 1:9 내지 1:40 범위의 비율로 혼합할 수 있다.
탄닌산을 상기 범위로 혼합할 경우, 투명하고 난연성이 우수하며, 접착성능이 우수한 난연성 접착제 조성물을 제조하는데 유리하다.
상기 탄닌산을 혼합하는단계 (s200)는 상기 이소시아네이트 및 폴리카보네이트디올 혼합하는 단계(s100) 이후에 첨가하게 되고, 사전에 탄닌산을 초음파 분산하여 유기용매에 용해시킨 후 1 ml/min 씩 첨가하면서 함께 교반시킨다. 이때 교반기의 내부 온도는 60℃ 내지 80 ℃ 온도 범위에서 수행될 수 있다. 바람직하게는 80℃ 에서 반응시킬 수 있다. 또한, 별도의 기계적 교반장치를 이용하며, 500rpm 내지 2000rpm 범위의 교반속도에 의해 교반될 수 있다.
상기 탄닌산은 자연계에서 저렴하게 추출되는 탄닌산일 수 있고, 구체적으로목재에서 추출된 것일 수 있다. 탄닌산은 독성이 거의 없고, 난연성이 우수한 특성이 있다.
상기 탄닌산은 하기의 구조를 가질 수 있다.
마지막으로, 후처리 단계(300)는 상기 탄닌산을 혼합하는 단계(s200)에 얻어지는 최종 생성물은 미 반응된 모노머(monomer)를 제거하기 위하여 진공오븐에서 80℃ 내지 100 ℃ 온도 범위에서 6시간 내지 24시간동안 열처리 및 건조 후 사용할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예는 난연성 접착제 조성물을 제공할 수 있다.
상기 난연성 접착제 조성물은 탄닌산, 이소시아네이트 및 폴리카보네이트디올을 포함할 수 있다.
상기 탄닌산은 탄닌산, 이소시아네이트 및 폴리카보네이트디올의 중량 전체 기준으로, 0.1wt% 내지 3.0wt% 범위로 포함될 수 있고, 구체적으로 0.2wt% 내지 2.0wt% 범위로 포함될 수 있다. 탄닌산을 상기 범위로 혼합할 경우, 투명하고 난연성이 우수한 접착제 조성물을 효과적으로 제조할 수 있는 이점이 있다.
또한, 상기 탄닌산은 상기 폴리카보네이트디올과 중량 기준으로, 1:20 내지1:200 범위의 비율로 포함될 수 있고, 구체적으로 1:35 내지 1:150 범위의 비율로 포함될 수 있다.
또한, 상기 탄닌산을 상기 이소시아네이트와 중량 기준으로, 1:5 내지 1:50 범위의 비율로 포함될 수 있고, 구체적으로 1:9 내지 1:40 범위의 비율로 포함될 수 있다.
탄닌산이 상기 범위로 포함될 경우, 접착제 조성물의 투명하고 난연성 및 접착성능을 확보하는데 유리하다.
상기 이소시아네이트는 메틸렌디페닐 디이소시아네이트(methylenediphenyl diisocyante, MDI), 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트(1,6-hezamethylene diisocyanate, HDI), p-페닐렌 디이소시아네이트(p-phenylene diisocyanate, PPDI), 톨루엔 디이소시아네이트(toluene diisocyanate, TDI), 1,5-나프탈렌 디이소시아네이트(1,5-naphthalene diisocyanate, NDI), 이소포론 디이소시아네이트(isoporon diisocyanate, IPDI), 시클로헥실메탄 디이소시아네이트(cyclohexylmethane diisocyanate, H12MDI), 자이렌 디이소시아네이트( Xylene diisocyanate, XDI), 노보네인 디이소시아네이트(Norbornane diisocyanate, NBDI) 및 트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트(Trimethyl hexamethylene diisocyanate, TMDI)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함 할 수 있다.
상기 폴리카보네이트디올은, 발명의 폴리카보네이트 디올은 난연성 접착제 조성물로 제조되기 위하여, 알킬렌기를 포함하는 폴리카보네이트디올인 것이 바람직하다. 폴리카보네이트디올은 기계적 물성, 내열성 및 유연성의 균형이 우수하여 폴리카보네이트디올을 포함하는 접착제 조성물로 제조되어 접착제로 사용함에 따라 접착제의 기계적 물성, 내열성 및 유연성을 향상 또는 부여하는 역할을 할 수 있다.
또한, 상기 폴리카보네이트디올은 평균 분자량이 250 내지 5000범위의 단위 카보네이트 그룹이 반복되는 되는 구조의 화합물일 수 있다.
이 하, 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
실시예 1
메틸렌디페닐 디이소시아네이트(methylenediphenyl diisocyante, MDI) 7.508g(100mmol), 폴리카보네이트디올 30g(50mmol)을 60℃ 내지 80℃의 온도에서 200rpm 내지 2000rpm의 교반속도로 2시간 교반하여 반응시켜준다. 상기에서 얻어지는 혼합물에 탄닌산 0.204g(5mmol)을 첨가하고, 60℃ 내지 80℃의 온도에서 200rpm 내지 2000rpm의 교반속도로 2시간 교반하여 반응시킨다. 최종적으로 난연성 접착제 조성물을 제조하였다. 제조된 조성물은 테트라하이드로퓨란(Tetrahydrofuran, THF) 용매에 완전히 용해시킨후 몰드에 붓고 진공오븐에서 80℃ 내지 100 ℃ 온도 범위에서 6시간 내지 24시간동안 열처리 및 건조하여 PU 필름을 제조하였다.
실시예 2 내지 5
탄닌산을 0.408g(10mmol), 0.449g(11mmol), 0.490g(12mmol) 및 0.612g(15mmol)을 혼합하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 난연성 접착제 조성물 및 PU 필름을 제조하였다.
비교예 1
탄닌산을 첨가하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 난연성 접착제 조성물 및 PU 필름을 제조하였다.
비교예 2
탄닌산을 1.021g(25mmol)을 혼합하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 난연성 접착제 조성물을 제조하였다. 이 경우, 탄닌산이 이소시아네이트와 폴리카보네이트디올보다 상대적으로 과량 첨가됨에 따라서 점성이 높은 젤(gel)로 되어 접착제 조성물로 제조할 수 없었고, 최종적으로 PU 필름을 제조할 수 없었다.
아래 표1에는 상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 2의 물질 혼합 구성을 정리하였다.
| 구분 | 실시예 1 (TA5) |
실시예 2 (TA10) |
실시예 3 (TA11) |
실시예 4 (TA12) |
실시예 5 (TA15) |
비교예 1 (TA0) |
비교예 2 (TA25) |
||||||||
| mmol | g | mmol | g | mmol | g | mmol | g | mmol | g | mmol | g | mmol | g | ||
| 이소시아네이트 | MDI | 100 | 7.508 | 100 | 7.508 | 100 | 7.508 | 100 | 7.508 | 100 | 7.508 | 100 | 7.508 | 100 | 7.508 |
| 폴리카보네이트디올 | UH2000 | 50 | 30 | 50 | 30 | 50 | 30 | 50 | 30 | 50 | 30 | 50 | 30 | 50 | 30 |
| 탄닌산 | TA | 5 | 0.204 | 10 | 0.408 | 11 | 0.449 | 12 | 0.490 | 15 | 0.612 | - | - | 25 | 1.021 |
시험예 1 : 난연성 접착제 조성물 FT-IR 분석
도 2는 실시예 1 내지 5에 따른 PU 접착제/필름의 FT-IR 분석 결과를 나타낸 것이다.
본 발명에서 FT-IR 분석은 상온에서 반사모드(ATR, Attenuated Total Reflection)로 진행되었다.
도 2를 참고하면, 실시예 1 내지 5에 따라 제조된 PU 필름의 전형적인 분광특성을 나타낸 것으로 3300 cm-1 부근에서 우레탄기 중의 -NH기 및 -OH기를 나타내었고, 2300 cm-1 부근에서 -NCO기를 나타내었다. 그리고 1730 부근에서 우레탄기의 -C=0기를 나타내었다. C=O 결합과 NH 작 용기는 우레탄 결합(-NHCOO)에 의해 형성되는 것으로, MDI 의 이소시아네이트기와 폴리카보네이트 디올의 히드록시기가 반응하여 우레탄 결합을 형성한 것을 스펙트럼 을 통해 알 수 있다.
시험예 2 : 난연성 접착제 조성물 시차 주사 열량계(Differential Scanning Calorimeter, DSC) 분석
도 3은 실시예 1 내지 5에 따른 난연성 접착제의 DSC 분석 결과를 나타낸 것이다.
본 발명에서 DSC 분석은 10℃/min의 승온 속도로 질소분위기하에서 진행되었다.
도 3을 참고하면, 탄닌산 함량이 증가함에 따라 Tg가 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 이는 탄닌산 함량이 증가할수록 분자간의 수소결합이 증가하게 되고 이렇게 증가된 결합들은 작은 도메인(domin)을 형성하게 된다. 형성된 도메인은 구조적으로 강직한 특성을 가지고 있기 때문에 탄닌산 함량을 일정 범위 이상으로 혼합하게 되면 단단한 특성을 보이는 반면에, 부족하면 충분한 고분자 네트워크 구조를 형성하지 못해서 젤(gel)과 같은 특성을 나타낸다. 아울러 탄닌산의 함량은 접착력과도 연관이 있어서 적절한 조성비가 중요하다.
시험예 3 : 난연성 접착제 조성물의 난연 특성 분석
실시예 1, 2 5 및 비교예 1에 따른 난연성 접착제 조성물은 무게가 10 mg 인 작은 칩(chip) 형태로 최대열방출율(Peak Heat Release Rate PHRR)을 평가하였다.
PHRR평가는 Fire Testing Technology(FTT, UK)에서 제조한 Micro calorimeter(iConeTM Calorimeter)를 E1354 표준에 따라 진행하였다.
측정된 PHRR의 값은 표 2에 나타내었다. 표 2를 참고하면, 탄닌산을 첨가하는 실시예의 경우 탄닌산을 첨가하지 않은 비교예 1 대비 PHHR이 다소 증가하는 것으로 나타났다. 실시예 2의 경우 비교예 1과 거의 유사한 PHHR 값을 가지는 것으로 나타났고, 탄닌산의 함량 증가에 따라 PHRR값이 감소하다가 증가하는 추세를 나타내는 것을 확인할 수 있다. 이로부터 탄닌산의 함량을 조절하여 제조된 난연성 접착제 조성물의 우수한 난연성 특성을 확보할 수 있는 것을 확인할 수 있다.
| Sample code | Temperature (°C) |
PHRR (W/g) |
Adhesion (N) |
| 비교예 1 (TA0) | 386.4 | 524.5 | 101 |
| 실시예 1(TA5) | 387.1 | 576.3 | 341 |
| 실시예 2(TA10) | 387.0 | 530.0 | 485 |
| 실시예 5(TA15) | 389.6 | 607.9 | 530 |
시험예 4 : 난연성 접착제 조성물의 접착 특성 분석
실시예 1, 2 5 및 비교예 1에 따른 난연성 접착제 조성물의 접착특성을 분석하였다.
제조된 난연성 접착제의 접착력을 측정하기 위하여 원심력을 이용하여 접착력을 측정하는 LUMIFrac adhesion 시험기를 사용하였다. 구체적으로는 특수하게 디자인된 모듈 표면에 접착제를 넣고 원심력을 시키게 되면 이때 접착제와 모듈간에 원심력이 집중되고 이때 발생되는 힘을 측정하는 방식이다.
측정된 Adhesion의 값은 표 2에 나타내었다. 표 2를 참고하면, 탄닌산 함량이 증가할수록 Adhesion의 값은 증가하는 것을 확인할 수 있다. 또한, 탄닌산은 구조적으로 다량의 수산화 작용기가 많고 이온화된 말단 작용기는 섬유 작용기와 결합하여 수소결합 및 이온결합 등의 반응, 결합, 콤플렉스를 형성하여 접착성은 물론 염착성을 향상시킬수 있다.
시험예 5 : 난연성 접착제 조성물의 투명도 분석
실시예 1 및 비교예 1에 따른 난연성 접착제 조성물의 투명도에 대해 확인하였다.
도 4는 실시예 1 및 비교예 1에 난연성 접착제의 투명도 비교 결과를 나타낸 것이다.
도 4를 참고하면, 탄닌산을 포함하는 실시예 1의 경우, 탄닌산을 포함하지 않는 비교예 1의 경우 대비, 약간 갈색을 나타내고, 투명한 특성을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
상기 난연성 접착제 필름의 투명도는 육안으로 확인할 경우, 탄닌산의 구조적 특성으로 함량이 증가할수록 필름전체가 갈색을 띄게 되는데 이와 같은 특성은 일반적은 사실이다.
본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
Claims (13)
- 탄닌산;
이소시아네이트; 및
폴리카보네이트디올;을 포함하는
난연성 접착제 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 탄닌산은 상기 탄닌산, 이소시아네이트 및 폴리카보네이트디올의 전체 중량 기준으로, 0.1wt% 내지 3.0wt% 범위로 포함되는 것인,
난연성 접착제 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 탄닌산과 상기 폴리카보네이트디올은 중량 기준으로,
1:20 내지 1:200 범위의 비율로 포함되는 것인,
난연성 접착제 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 탄닌산과 상기 이소시아네이트는 중량 기준으로,
1:5 내지 1:50 범위의 비율로 포함되는 것인,
난연성 접착제 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 폴리카보네이트디올은 평균 분자량이 250 내지 5000 범위인 것인,
난연성 접착제 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 이소시아네이트는, 메틸렌디페닐 디이소시아네이트(methylenediphenyl diisocyante, MDI), 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트(1,6-hezamethylene diisocyanate, HDI), p-페닐렌 디이소시아네이트(p-phenylene diisocyanate, PPDI), 톨루엔 디이소시아네이트(toluene diisocyanate, TDI), 1,5-나프탈렌 디이소시아네이트(1,5-naphthalene diisocyanate, NDI), 이소포론 디이소시아네이트(isoporon diisocyanate, IPDI), 시클로헥실메탄 디이소시아네이트(cyclohexylmethane diisocyanate, H12MDI), 자이렌 디이소시아네이트( Xylene diisocyanate, XDI), 노보네인 디이소시아네이트(Norbornane diisocyanate, NBDI) 및 트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트(Trimethyl hexamethylene diisocyanate, TMDI)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것인,
난연성 접착제 조성물.
- 이소시아네이트 및 폴리카보네이트디올을 혼합하여 제1혼합물을 수득하는 단계;
상기 제1혼합물에 탄닌산을 혼합하여 중간 조성물을 수득하는 단계; 및
상기 중간 조성물을 후처리하는 단계;를 포함하는,
난연성 접착제 조성물 제조방법.
- 제7항에 있어서,
상기 상기 제1혼합물에 탄닌산을 혼합하는 단계는,
상기 탄닌산을 상기 폴리카보네이트디올과 중량 기준으로, 1:35 내지 1:150 범위의 비율로 혼합하는 것인,
난연성 접착제 조성물 제조방법.
- 제7항에 있어서,
상기 상기 제1혼합물에 탄닌산을 혼합하는 단계는,
상기 탄닌산을 상기 이소시아네이트와 중량 기준으로, 1:5 내지 1:50 범위의 비율로 혼합하는 것인,
난연성 접착제 조성물 제조방법.
- 제7항에 있어서,
상기 탄닌산은 상기 탄닌산, 이소시아네이트 및 폴리카보네이트디올의 중량 전체 기준으로, 0.1wt% 내지 3.0wt% 범위로 포함되는 것인,
난연성 접착제 조성물 제조방법.
- 제7항에 있어서,
상기 폴리카보네이트디올은 평균 분자량이 250 내지 5000 범위인 것인
난연성 접착제 조성물 제조방법.
- 제7항에 있어서,
상기 이소시아네이트는, 메틸렌디페닐 디이소시아네이트(methylenediphenyl diisocyante, MDI), 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트(1,6-hezamethylene diisocyanate, HDI), p-페닐렌 디이소시아네이트(p-phenylene diisocyanate, PPDI), 톨루엔 디이소시아네이트(toluene diisocyanate, TDI), 1,5-나프탈렌 디이소시아네이트(1,5-naphthalene diisocyanate, NDI), 이소포론 디이소시아네이트(isoporon diisocyanate, IPDI), 시클로헥실메탄 디이소시아네이트(cyclohexylmethane diisocyanate, H12MDI), 자이렌 디이소시아네이트( Xylene diisocyanate, XDI), 노보네인 디이소시아네이트(Norbornane diisocyanate, NBDI) 및 트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트(Trimethyl hexamethylene diisocyanate, TMDI)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것인,
난연성 접착제 조성물 제조방법.
- 제7항에 있어서,
상기 중간 조성물을 후처리하는 단계는,
진공조건에서 80℃ 내지 100 ℃ 온도 범위로 열처리하는 것인,
난연성 접착제 조성물 제조방법.
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| KR1020220140199A KR20240059209A (ko) | 2022-10-27 | 2022-10-27 | 탄닌을 포함하는 난연성 접착제 조성물 및 이의 제조방법 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020220140199A KR20240059209A (ko) | 2022-10-27 | 2022-10-27 | 탄닌을 포함하는 난연성 접착제 조성물 및 이의 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20240059209A (ko) |
-
2022
- 2022-10-27 KR KR1020220140199A patent/KR20240059209A/ko unknown
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