KR930004283B1 - 점탄성 폴리우레탄 조성물 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

점탄성 폴리우레탄 조성물

본 발명은 폴리우레탄을 접착기재로 사용시 점탄성 성질을 부여할 수 있도록 제조된 점탄성 폴리우레탄 조성물에 관한 것이다.

폴리우레탄 조성물은 코팅제, 접착제, 밀폐제 등 기타 여러용도로 사용되어져 왔고, 앞으로도 그 사용범위가 크게 확장되리라 생각되는데 특히, 본 발명은 이와 같은 화합물이 벽이나 수직인 면 또는 외력이 가해지는 곳에 사용될 경우 시공시에 적절한 유동특성을 나타내어 가공후 흘러내리는 현상을 방지하여 주는 점탄성 성질을 효과적으로 부여할 수 있도록 제조된 것이다.

폴리우레탄수지 경화방법에는 습기경화, 폴리올경화, 아민경화, 브록형 고온소부경화, 금속촉매경화 등 여러 방법이 있으나, 대부부니 말단에 이소시아네이트를 갖고 있기 때문에 분자자체내에 활성수소를 갖는 점탄성 조절제는 사용시 급격한 점도 상승이나 겔화되기도 하며, 저장시 안정성이 크게 결여되기 때문에 이와 같은 문제를 해결하고 우수한 점탄성 성질을 나타낼 수 있는 폴리우레탄 조성물에 관한 연구가 필요하게 되었다.

종래 점탄성 폴리우레탄 조성물을 갖는 방법으로는 일본특허공고 45-41110호, 47-7632호, 53-5899호 등의 공보가 있는데, 이것은 콜로이드상의 실리카 및 폴리에틸렌글리콜의 유도체를 조합하여 이용하는 방법과 다량의 무기질 및 특이한 구조의 폴리알킬렌 화합물을 조합해서 이용하는 방법, 그리고, 옥시에틸렌 단위 10∼70중량%를 함유하는 폴리알킬렌 화합물과 콜로이드상의 실리카를 조합해서 이용하는 방법 등이 소개된 바 있다.

그러나, 이와 같은 방법을 이용할 경우 조성물의 점도가 급격히 상승하여 작업성이 불량해지며, 저장시 점탄성 개질제에 잔존해 있는 수분 또는 하이드록시 그룹에 대한 이소시아네이트의 반응성향으로 인하여 저장중에 조성물의 점도가 상승되거나 겔화 되기도 한다.

또, 이와 같은 점탄성 개질제는 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트계 프레폴리머를 사용한 우레탄 조성물에 있어서는 요변성 개질효과가 저장시 상당히 저하되는 경향이 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해 일본특허공고 60-11058호 등에 보면 이소시아네이트기 말단 폴리우레탄 중합체에 벤젠카복시산, 에스테르 화합물, 카본 블랙 등을 첨가하여 원하는 목적을 얻게 되었으나, 작업시에 플라스틱과 유사한 성질이 요구되는 경우, 작업시 도포장치 끝부분에서 도포체의 흐름이 생기며(이하 테일링 현상이라 함) 경도가 저하되는 경향(40∼50HS)이 있어 제품의 안정성이 결여될 수 있거나 작업시 문제가 될 소지가 많다.

따라서, 본 발명자는 이러한 문제을 해결하기 위해 다수의 실험과 연구를 거듭한 결과, 이소시아네이트기 말단 폴리우레탄 중합체에 카본블랙, 방향족 에스테르 화합물과 지방족 에스테르 화합물을 조합한 물질을 점탄성 조절제로 사용하여 원하는 목적을 달성할 수 있다는 점에 착안하여 본 발명을 완성하게 된 것이다.

본 발명에 따른 점탄성 폴리우레탄 조성물은 이소시아네이트기 말단 폴리우레탄 중합체 100중량부에 하기식 (I) 2∼5 중량부, 하기식 (II) 3∼15 중량부 및 카본 블랙 20∼180 중량부로 구성된다.

(상기 식 중 (I)에서 R의 탄소수는 2∼12, R'의 탄소수는 1∼18이며, (II)에서 n은 0∼3이며, R"의 탄소수는 4∼18이다).

본 발명에 따라 제조된 조성물의 우수한 성질을 나타내는 이유로는 탄소수의 길이가 서로다른 여러 에스테르 화합물 등을 적절히 혼합시켜 유체속에서 입자와의 밀도차이를 최소화시켰으며, 외부응력에 대한 저항 탄성 효과를 극대화하도록 다공질 카본블랙을 첨가하여 개질제의 탄소체인이 다공질 물질과 여러형태로 가교되어 있는 모습을 형성하도록 한 점이 우수한 점탄성 효과를 제공할 수 있는 것으로 설명할 수 있다.

본 발명을 상세히 설명하면, 이소시아네이트기 말단폴리우레탄중합체는 2개의 이소시아네이트기를 갖는 유기화합물(4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, 톨리렌디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 크실렌디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 크실렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트 및 H₁₂-메틸렌디이소시아네이트(4,4'-디시클로헥실메탄디이소시아네이트))와 2개 이상의 활성수소를 갖는 폴리올 등을 반응시켜 제조될 수 있다.

이때, 사용되는 폴리올은 분자량 150이상의 폴리옥시알킬렌폴리올이나 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,4-부틸렌 글리콜 등의 저분자량 알코올류와 아디프산, 석시닉산, 세바식산 등의 산류와 반응하여 얻어진 올리고머형태의 폴리에스테르폴리올류 등이 일반적으로 사용될 수 있다.

이때, 폴리올 및 이소시아네이트 등은 단독 또는 복합으로도 사용할 수 있으며, 이와 같은 폴리우레탄 프레폴리머는 사용용도에 따라 배합공정 및 반응공정이 달라질 수 있으므로 중합방법을 한정지을 수는 없지만, 본 발명에 속하는 기술분야에 종사하는 자등은 용이하게 제조할 수 있을 것이다.

본 발명에서 사용된 방향족 에스테르화합물은 벤조익산, 프탈산, 트리메리틱산, 피로메리틱산 등에 탄소체인이 4∼18인 1가 지방족 알코올을 사용하였으며, 지방족 에스테르 화합물은 탄소체인 2∼12인 2가 지방족산에 탄소체인 1∼18인 지방족 알코올을 축합 반응하여 각각 산가가 1 이하인 점에서 반응을 종료시켜 생성물을 얻으며, 이와 같은 점탄성 개질제의 사용량은 폴리우레판 프레폴리머 100 중량부에 대해 지방족 에스테르 화합물을 2∼5 중량부, 방향족 에스테르 화합물은 3∼15 중량부가 적당하다.

다공질물질 등으로 카본블랙이 적당하며, 폴리우레탄 프레폴리머 100중량부에 대해 20∼180 중량부가 적당하다.

다음의 실시예에서 본 발명의 구체적인 제조방법과 제조된 조성물을 갖고, 이미기 제조된 점탄성재들과의 물성비교를 통하여 흐름성, 점도변화, 경도 및 꼬리발생 등을 살펴보았다.

[실시예]

반응용기내에 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트 2.08몰 및 톨리렌 디이소시아네이트 4.42몰, 폴리프로필렌 글리콜-5000 4몰, 주석계 촉매(FASCAT 4100 : 미국 M ＆ T사 제품임.) 전체 프레폴리머 양의 0.1wt% 등을 넣고 온도를 80℃로 승온시켜 반응을 진행시킨 후, 이소시아네이트 함량 5%에서 반응을 종료시켜 이소시아네이트기 말단 폴리우레탄 프레폴리머를 제조한다.

제조된 프레폴리머 1730중량부를 잘 건조된 믹싱탱크에 넣고 카본블랙 1700중량부를 투입후 5분간 혼합한다.

혼합이 끝나면 진공을 걸어 1기압하에 혼합물을 1시간 정도 천천히 교반한다.

이때, 교반시 온도는 상온을 유지시킨다. 교반이 충분히 되었으면 하기 [표 1]과 같은 점탄성 조절제를 75중량부를 넣고 크실렌 10중량부, 신나(대한민국 (주) 유공의 상품명 : 한솔) 360중량부, 촉매로 디아조바이사이클로옥탄 4중량부를 가한 후, 감압하에 10분간 잘 교반한 후 생성물을 얻는다.

[표 1]

[표 2]

상기 [표 1] 및 [표 2]에서 *는 비교실시예를 의미하고 **는 ASTM D2730으로 측정함을 의미한다.

상기 실시예 및 비교실시예에 의해 본 발명의 점탄성 특성에 관한 일반물성을 살펴보았는데, [표 2]에 나타난 바와 같이 흐름성, 꼬리발생 및 경도에 대해서 우수한 특성을 나타내었으며, 저장안정성 면에서는 동일한 수준의 안정도를 나타내었다.

Claims (1)

1. 이소시아네이트기 말단 폴리우레탄 중합체 100중량부에 대하여 카본블랙 20∼180중량부, 하기 구조식(I) 2∼5중량부 및 하기 구조식(II) 3∼15중량부가 첨가됨을 특징으로 하는 점탄성 폴리우레탄 조성물.

   

   (상기식중 (I)에서 R의 탄소수는 2∼12, R'의 탄소수는 1∼18이다. (II)에서 n은 0∼3이며, R"의 탄소수는 4∼18이다.)