WO2019139193A1 - 열가소성 폴리우레탄 조성물 및 이의 제조방법 - Google Patents

열가소성 폴리우레탄 조성물 및 이의 제조방법 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a thermoplastic polyurethane composition and a process for producing the same, and more particularly, to a thermoplastic polyurethane composition having both heat resistance and cold resistance, and a method for producing the same.
  • Polyurethane is a generic name of a polymer compound in which urethane bonds are repeatedly contained in the main chain of the polymer, and has a repeating structure of a soft segment and a hard segment.
  • polyurethane can be used for a variety of molecular designs, from rubber-like elastomeric elastomers to rigid products such as engineering plastics. For example, if the ratio of the soft segments is increased, the polyurethane will have a low hardness and a soft rubbery structure, where the tangled structure of the soft segments increases the elongation of the polyurethane. On the other hand, if the ratio of the hard segment is increased, the polyurethane has a structure in which the hardness is increased and the rigidity is increased.
  • TDI, MDI, NDI, etc. is added to a polyol (e.g., PPG, PTMG, polyester diol, PCL diol or PC diol) having a hydroxyl group
  • a polyol e.g., PPG, PTMG, polyester diol, PCL diol or PC diol
  • Polymerization is carried out to prepare a prepolymer having an isocyanate group (-NCO) at the terminal thereof, followed by addition polymerization with a chain extender (e.g., amine, diol, etc.).
  • a chain extender e.g., amine, diol, etc.
  • the polyol constitutes a soft segment, and urethane formed by reaction with isocyanate (TDI, MDI, NDI, etc.), amine and hydroxy constitute a hard segment.
  • Polyurethanes are very broad in their use because they can form polymers with varying properties by changing the composition of the raw materials of hard segments and soft segments. For this reason, polyurethane has grown into an important industrial material with an annual consumption of 10 million tons, and its application as a functional polymer is being actively developed.
  • Typical uses of polyurethane include various types of elastomers, flexible foams such as engineering plastics and sheet cushions, intagral skin foams for automobiles, rigid foams used for building panels and various insulation materials, paints, adhesives, and functional fibers .
  • Rod Packing used in hydraulic equipment of construction machinery is frequently exposed to harsh conditions such as high temperature, high pressure and extreme conditions depending on the use environment of hydraulic equipment, .
  • harsh conditions such as high temperature, high pressure and extreme conditions depending on the use environment of hydraulic equipment, .
  • the rod packing is developed to have high heat resistance or high cold resistance, it is troublesome to replace the rod packing whenever the use environment changes from extreme to extreme or from extreme to high temperature.
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a thermoplastic polyurethane composition having both heat resistance and cold resistance and a method for producing the same.
  • the present invention also provides a method of manufacturing a hybrid rod packing having heat resistance and cold resistance at the same time.
  • thermoplastic polyurethane comprising: preparing a copolymer in which two kinds of different polyols are contained in a reactor in a ratio of 20 to 60 wt%: 80 to 40 wt%; A second step of introducing an excess amount of aromatic diisocyanate into the reactor into the reactor and then polymerizing the copolymer and the aromatic diisocyanate to produce a prepolymer; A third step of preparing a polyurethane by mixing a curing agent with the prepolymer; And a fourth step of aging the polyurethane.
  • thermoplastic polyurethane manufacturing method may further include mixing the additive with the copolymer before the second step.
  • the method for producing a thermoplastic polyurethane may further include heating the reactor to a temperature of 90 ° C to 110 ° C after the step of mixing the additive.
  • the method for producing a thermoplastic polyurethane may further include cooling the reactor to a temperature of 90 ° C to 100 ° C before the third step.
  • thermoplastic polyurethane manufacturing method may further include dehydrating the copolymer before mixing the additives.
  • the aromatic diisocyanate may be 40g to 65g per 100g of the copolymer.
  • the curing agent may be at least one of 1,4-butanediol, HQEE and a material having a terminal OH group.
  • the fourth step may be performed at 80 ° C to 110 ° C for 30 minutes or more, and at room temperature for 20 days or more.
  • the additive may be at least one of a dispersant, an ultraviolet ray inhibitor, a light stabilizer, and a moisture release agent.
  • polystyrene polyols may be polycarbonate polyol (PC) and polycaprolactone polyol (PCL).
  • aromatic diisocyanate may be 3,3'-dimethyl-4,4'-biphenylene diisocyanate (TODI).
  • thermoplastic polyurethane composition comprising: a copolymer comprising two kinds of different polyols at a ratio of 20 to 60 wt%: 80 to 40 wt%; an excess of the aromatic di A prepolymer produced by polymerizing isocyanate; And a curing agent.
  • thermoplastic polyurethane composition may further include an additive comprising at least one of a dispersant, an ultraviolet ray inhibitor, a light stabilizer, and a moisture releasing agent.
  • the curing agent may be at least one of 1,4-butanediol, HQEE and a material having a terminal OH group.
  • the aromatic diisocyanate may be 40g to 65g per 100g of the copolymer.
  • the two different types of polyols may be PC and PCL.
  • aromatic diisocyanate may be TODI.
  • thermoplastic polyurethane composition according to the present invention has an advantage of having heat resistance and cold resistance at the same time.
  • the hybrid rod packing manufactured from the thermoplastic polyurethane composition according to the present invention has an advantage that it can be used simultaneously in high temperature and extreme environments.
  • FIG. 1 is a flow chart illustrating a method for producing a thermoplastic polyurethane composition according to an embodiment of the present invention.
  • first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • thermoplastic polyurethane composition according to an embodiment of the present invention.
  • step S110 is a step of preparing a copolymer in which two kinds of different polyols are contained in the reactor at a predetermined ratio.
  • the two different types of polyols may be selected from the group consisting of polyester polyols, polyether polyols, polycarbonate (PC) polyols, polycaprolactone (PCL) polyols, polytetramethylene polyols ≪ / RTI >
  • the two different types of polyols may be polycarbonate polyols and polycaprolactone polyols.
  • the ratio of the two kinds of polyols may be 20 to 60 wt%: 80 to 40 wt%.
  • polyol B when polyol A is 20 wt%, polyol B is 80 wt%, when polyol A is 50 wt%, polyol B is 50 wt%, or when polyol A is 60 wt%, polyol B is 50 wt% Lt; / RTI >
  • step S120 dehydration (dehydration) and defoaming (defoaming) of the copolymer may proceed.
  • the dehydration and defoaming process serves to prevent the addition reaction from occurring in the subsequent polymerization.
  • Step S130 is a step of injecting the additive into the reactor to mix the copolymer and the added additive.
  • the additive may be at least one of a dispersant, an ultraviolet ray inhibitor, a light stabilizer, an antioxidant, a heat stabilizer, and a moisture release agent.
  • the ratio between the plurality of additives can be variously set according to the embodiment.
  • step S140 the reactor may be heated to a temperature of 90-110 < 0 > C. Thereafter, in step S150, an excessive amount of aromatic diisocyanate relative to the copolymer is charged into the reactor, and then the copolymer and the introduced aromatic diisocyanate are polymerized to form a prepolymer.
  • the scavenging aromatic diisocyanate may be 40 g to 65 g with respect to 100 g of the copolymer.
  • the aromatic diisocyanate may be in the form of powder and at room temperature.
  • the aromatic diisocyanate may be 3,3'-dimethyl-4,4'-biphenylene diisocyanate (TODI). Further, the polymerization reaction of the copolymer and the aromatic diisocyanate may be continued for 30 minutes.
  • the temperature in the reactor is raised (for example, from 105 to 110 DEG C) due to the reaction heat. Since a side reaction may occur at the time when the curing agent is mixed at the elevated temperature, the step of cooling the reactor is performed in step S160. At this time, the cooling temperature may be 90 ° C to 100 ° C.
  • the hardener is introduced into the reactor and stirred to produce a polyurethane (S170).
  • the curing agent may be at least one of 1.4-Buthane Diol, bis-2-hydroxyl ethyl ether (HQEE) and a material having a terminal OH group.
  • the stirring time may be within 2 minutes.
  • a step of aging the polyurethane produced in the step S180 is carried out.
  • the aging process can be carried out in an oven at 80 to 110 ⁇ for 30 minutes or more by putting the prepared polyurethane into a mold (for example, a mold having a thickness of 20 to 25 mm) prepared in advance. Thereafter, the aging process can be performed at room temperature for more than 20 days.
  • thermoplastic polyurethane composition having both heat resistance and cold resistance according to one embodiment of the present invention.
  • a copolymer (100 g, 2000 g / mol, hydroxyl group 56) composed of polycarbonate polyol and polycaprolactone was prepared
  • the reactor is heated to a temperature in the range of 90 < 0 > C to 100 &
  • the prepared polyurethane was placed in a mold and aged in an oven at 110 ° C for 30 minutes and then divided into quarters and aged at room temperature (about 30 ° C) for 20 days
  • thermoplastic polyurethane composition according to the above examples are shown in the following table.
  • PCL 1: 1 Test method Before aging After aging Hardness Shorea 94 ⁇ 3 94 94 KS M 6518 The tensile strength Mpa 35 or more 57 57 KS M 6518 Phosphorus strength KN / m 120 or more 158 161 KS M 6518 Elongation % 400 or more 490 450 KS M 6518 100% Modulus Mpa over 10 10.2 - KS M 6518 Hardness change rate Shorea - - 0 KS M 6518 The tensile strength Rate of change % - - 14 KS M 6518 Elongation Rate of change % - - 20 KS M 6518 Phosphorus strength Rate of change % - - 5.6 KS M 6518
  • thermoplastic polyurethane composition according to the present invention
  • the polyurethane is pelletized or grained through a known pelletizer or mill,

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Abstract

본 발명에 따른 열가소성 폴리우레탄 조성물 및 이의 제조방법이 개시된다. 본 발명에 따른 열가소성 폴리우레탄 제조방법은, 반응기 내에 서로 다른 두 종류의 폴리올이 20~60중량% : 80~40중량% 비율로 구성된 공중합체를 준비하는 제1단계; 상기 반응기 내로 상기 공중합체 대비 과량의 방향족 디이소시아네이트를 투입한 후, 상기 공중합체와 상기 방향족 디이소시아네이트를 중합하여 프리폴리머를 생성하는 제2단계; 상기 프리폴리머에 경화제를 혼합하여 폴리우레탄을 제조하는 제3단계; 및 상기 폴리우레탄을 숙성시키는 제4단계를 포함한다. 본 발명에 따른 열가소성 폴리우레탄 조성물은 내열성과 내한성을 동시에 갖는 장점이 있다.

Description

열가소성 폴리우레탄 조성물 및 이의 제조방법
본 발명은 열가소성 폴리우레탄 조성물 및 이의 제조방법 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내열성과 내한성을 동시에 갖는 열가소성 폴리우레탄 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
폴리우레탄은 고분자의 주 사슬에 우레탄 결합이 반복적으로 들어있는 고분자 화합물의 통칭이며 소프트 세그먼트와 하드 세그먼트의 반복 구조로 되어 있다. 소프트 세그먼트와 하드 세그먼트의 비율을 조절함으로써 폴리우레탄은 고무상의 탄성을 갖는 엘라스토머부터 엔지니어링 플라스틱과 같이 강성을 갖는 제품까지 다양한 분자 설계가 가능하다. 예를 들어, 소프트 세그먼트의 비율을 높이면 폴리우레탄은 경도가 낮고 부드러운 고무와 같은 구조가 되는데, 이때 소프트 세그먼트의 엉켜있는 구조는 폴리우레탄의 연신율을 증가시킨다. 반면에 하드 세그먼트의 비율을 높이면 폴리우레탄은 경도가 높아지고 강성이 커지는 구조를 갖게 된다.
폴리우레탄은 양 말단에 히드록시기(-OH)를 가지는 폴리올(예를 들어, PPG, PTMG, Polyester diol, PCL diol, PC diol 등)에 과량의 이소시아네이트(예를들어, TDI, MDI, NDI 등)를 중합반응하여 말단에 이소시아네이트기(-NCO)를 갖는 프리폴리머를 만든 후 사슬연장제(예를 들어, 아민, 디올 등)로 부가중합하여 제조된다. 여기서, 폴리올은 소프트 세그먼트를 구성하고, 이소시아네이트(TDI, MDI, NDI 등), 아민, 히드록시와 반응으로 이루어진 우레탄 등은 하드 세그먼트를 구성한다.
폴리우레탄은 하드 세그먼트와 소프트 세그먼트의 원료 조성을 변화시켜 다양한 특성을 가진 폴리머를 조성할 수 있기 때문에 그 사용 용도가 매우 광범위하다. 이런 이유로 폴리우레탄은 연간 소모량이 1000만 톤에 이르는 중요한 공업재료로 성장하였으며, 기능성 고분자로서의 응용도 활발하게 전개되고 있다. 폴리우레탄의 대표적인 용도는 각종 엘라스토머와 엔지니어링 플라스틱, 시트 쿠숀 등의 연질폼, 자동차 내장용 인티그랄 스킨폼, 건축 판넬용 이나 각종 단열재로 사용되는 경질폼, 페인트, 접착제, 기능성 섬유 등으로 매우 다양하다.
폴리우레탄 제품의 하나로 건설기계의 유압장비에 사용되는 로드 패킹(Rod Packing)은 다양한 소재와 어울려 누유를 막는 부품으로 유압장비의 사용환경에 따라 고온, 고압, 극한 등의 가혹한 조건에 빈번하게 노출된다. 일반적인 로드 패킹은 고 내열성 또는 고 내한성을 갖도록 개발되기 때문에 로드 패킹의 사용환경이 고온에서 극한으로 또는 극한에서 고온으로 바뀔 때마다 교체를 해야하는 번거로움이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 내열성과 내한성을 동시에 갖는 열가소성 폴리우레탄 조성물 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 내열성과 내한성을 동시에 갖는 하이브리드형 로드 패킹을 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적들은 이하에 서술되는 바람직한 실시예들을 통하여 보다 명확해질 것이다.
본 발명의 일측면에 따르면, 열가소성 폴리우레탄 제조방법은 반응기 내에 서로 다른 두 종류의 폴리올이 20~60중량% : 80~40중량% 비율로 구성된 공중합체를 준비하는 제1단계; 상기 반응기 내로 상기 공중합체 대비 과량의 방향족 디이소시아네이트를 투입한 후, 상기 공중합체와 상기 방향족 디이소시아네이트를 중합하여 프리폴리머를 생성하는 제2단계; 상기 프리폴리머에 경화제를 혼합하여 폴리우레탄을 제조하는 제3단계; 및 상기 폴리우레탄을 숙성시키는 제4단계를 포함한다.
여기서, 열가소성 폴리우레탄 제조방법은 상기 제2단계 이전에 상기 공중합체에 첨가제를 혼합하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 열가소성 폴리우레탄 제조방법은 상기 첨가제를 혼합하는 단계 이후에 상기 반응기를 90℃ 내지 110℃ 온도로 가열하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 열가소성 폴리우레탄 제조방법은 상기 제3단계 이전에 상기 반응기를 90℃ 내지 100℃ 온도로 냉각하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 열가소성 폴리우레탄 제조방법은 상기 첨가제를 혼합하는 단계 이전에 상기 공중합체를 탈수하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 방향족 디이소시아네이트는 상기 공중합체 100g에 대하여 40g 내지 65g일 수 잇다.
여기서, 상기 경화제는 1,4-butanediol, HQEE 및 말단 OH기를 갖는 물질 중 하나 이상일 수 있다.
여기서, 상기 제4단계는 80℃ 내지 110℃에서 30분 이상, 상온에서 20일 이상으로 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 첨가제는 분산제, 자외선 방지제, 광안정제 및 내가수 분해제 중 적어도 하나일 수 있다.
여기서, 상기 서로 다른 두 종류의 폴리올은 폴리카보네이트 폴리올(PC) 및 폴리카프로락톤 폴리올(PCL)일 수 있다.
여기서, 상기 방향족 디이소시아네이트는 3,3’-디메틸-4,4’-비페닐렌 디이소시아네이트(TODI)일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 열가소성 폴리우레탄 조성물은, 서로 다른 두 종류의 폴리올이 20~60중량% : 80~40중량% 비율로 구성된 공중합체, 상기 공중합체와 상기 공중합체 대비 과량의 방향족 디이소시아네이트를 중합하여 생성되는 프리폴리머; 및 경화제를 포함한다.
여기서, 열가소성 폴리우레탄 조성물은, 분산제, 자외선 방지제, 광안정제 및 내가수 분해제 중 하나 이상으로 이루어진 첨가제를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 경화제는 1,4-butanediol, HQEE 및 말단 OH기를 갖는 물질 중 하나 이상일 수 있다.
여기서, 상기 방향족 디이소시아네이트는 상기 공중합체 100g에 대하여 40g 내지 65g일 수 있다.
여기서, 상기 서로 다른 두 종류의 폴리올은 PC 및 PCL일 수 있다.
여기서, 상기 방향족 디이소시아네이트는 TODI일 수 있다.
본 발명에 따른 열가소성 폴리우레탄 조성물은 내열성과 내한성을 동시에 갖는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 열가소성 폴리우레탄 조성물로 제조된 하이브리드형 로드패킹은 고온 및 극한의 환경에서 동시에 사용할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열가소성 폴리우레탄 조성물의 제조방법을 나타낸 순서도.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열가소성 폴리우레탄 조성물의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 1을 참조하면, 단계 S110은 반응기 내에 서로 다른 두 종류의 폴리올(Polyol)이 소정의 비율로 구성된 공중합체(Copolymer)를 준비하는 단계이다. 여기서, 상기 서로 다른 두 종류의 폴리올은 폴리에스테르(Polyester) 폴리올, 폴리에테르(Polyether) 폴리올, 폴리카보네이트 (Polycarbonate, PC) 폴리올, 폴리카프로락톤 (Polycaprolacton, PCL) 폴리올, 폴리테트라메틸렌 (Polytetramethylene) 폴리올에서 선택될 수 있다. 예를 들어, 상기 서로 다른 두 종류의 폴리올은 폴리카보네이트 폴리올과 폴리카프로락톤 폴리올일 수 있다. 또한, 상기 두 종류의 폴리올 비율은 20~60중량% : 80~40중량%일 수 있다. 예를 들어, 폴리올 A가 20중량%인 경우 폴리올 B는 80중량%, 폴리올 A가 50중량%인 경우 폴리올 B는 50중량%, 또는 폴리올 A가 60중량%인 경우 폴로올 B는 50중량%일 수 있다.
단계 S120에서 상기 공중합체의 탈수(수분 제거) 및 탈포(기포 제거) 공정이 진행될 수 있다. 탈수 및 탈포 공정은 이후의 중합과정에서 부가반응이 생기는 것을 막는 역할을 수행한다.
단계 S130은 반응기 내로 첨가제를 투입하여 상기 공중합체와 투입된 첨가제를 혼합하는 공정이다. 여기서, 상기 첨가제는 분산제, 자외선 방지제, 광안정제, 산화 방지제, 열안정제 및 내가수 분해제 중 하나 이상일 수 있다. 복수의 첨가제가 투입되는 경우 복수의 첨가제간 비율은 실시예에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
단계 S140에서 반응기는 90℃ 내지 110℃ 온도로 가열될 수 있다. 이후, 단계 S150에서 반응기 내로 상기 공중합체 대비 과량의 방향족 디이소시아네이트(Aromatic diisocyanate)가 투입된 후, 상기 공중합체와 투입된 방향족 디이소시아네이트가 중합되어 프리폴리머가 생성된다. 여기서, 사기 방향족 디이소시아네이트는 상기 공중합체 100g에 대하여 40g 내지 65g일 수 있다. 또한, 상기 방향족 디이소시아네이트는 분말상이며, 상온 상태일 수 있다. 또한, 상기 방향족 디이소시아네이트는 3,3’-디메틸-4,4’-비페닐렌 디이소시아네이트(TODI)일 수 있다. 또한, 상기 공중합체와 상기 방향족 디이소시아네이트의 중합반응은 30분간 지속될 수 있다.
상기 중합반응이 완료되면 반응열로 인해 반응기 내의 온도가 상승(예를 들어, 105℃ 내지 110℃로 상승)한다. 상승한 온도에서 경화제 혼합시 부반응이 발생될 수 있기 때문에 단계 S160에서 반응기를 냉각하는 과정이 수행된다. 이때, 냉각 온도는 90℃ 내지 100℃일 수 있다.
이후, 반응기 내로 경화제를 투입 및 교반하여 폴리우레탄이 제조된다(S170). 여기서, 상기 경화제는 1.4부탄디올(1.4-Buthane Diol), 비스 2-하이드록실에틸 에테르(HQEE) 및 말단 OH기를 갖는 물질 중 하나 이상일 수 있다. 또한, 교반 시간은 2분 이내일 수 있다.
단계 S180에서 제조된 폴리우레탄을 숙성하는 공정이 수행된다. 숙성 공정은 미리 준비된 금형(예를 들어, 20~25mm 두께의 금형)에 제조된 폴리우레탄을 넣어 80℃ 내지 110℃의 오븐에서 30분 이상 수행될 수 있다. 이후, 4등분 하여 상온에서 20일 이상 숙성 공정이 수행될 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 내열성과 내한성을 동시에 갖는 열가소성 폴리우레탄 조성물의 구체적인 실시예를 살펴보면 아래와 같다.
<실시예>
가. 폴리카보네이트 폴리올과 폴리카프로락톤으로 구성된 공중합체(100g, 2000g/mol, 수산기 56)를 준비
나. 공중합체 탈수 및 탈포
다. 첨가제인 분산제, 산화방지제, 열안정제 및 내가수분해제 각 1g씩 공중합체와 혼합
라. 반응기를 90℃ 내지 100℃의 범위로 가열
마. 49g의 TODI를 과량 투입하여 30분간 중합하여 프리폴리머 생성
바. 반응기를 90℃로 냉각
사. 경화제인 1.4 부탄디올(10.87g, 90g/mol) 투입 후 2분간 교반하여 폴리우레탄 제조
아. 제조된 폴리우레탄을 금형에 넣고 110℃ 오븐에서 30분간 숙성 및 4등분하여 상온(약, 30도)에서 20일간 숙성
상기 실시예에 따른 열가소성 폴리우레탄 조성물의 특성은 아래 표와 같다.
항목 단위 스펙 PC:PCL =1:1 테스트 방법
숙성 전 숙성 후
경도 Shore A 94±3 94 94 KS M 6518
인장강도 Mpa 35이상 57 57 KS M 6518
인열강도 KN/m 120이상 158 161 KS M 6518
신율 % 400이상 490 450 KS M 6518
100% 모듈러스 Mpa 10이상 10.2 - KS M 6518
경도 변화율 Shore A - - 0 KS M 6518
인장강도 변화율 % - - 14 KS M 6518
신율 변화율 % - - 20 KS M 6518
인열강도 변화율 % - - 5.6 KS M 6518
이하, 본 발명에 의한 열가소성 폴리우레탄 조성물을 이용한 내열성과 내한성을 동시에 갖는 하이브리드형 로드 패킹의 제조 방법을 설명하면 아래와 같다.
가. 전술한 숙성공정이 완료된 폴리우레탄을 준비
나. 폴리우레탄을 공지의 펠릿기기 또는 분쇄기를 통해 펠릿화 또는 그레뉼화
다. 펠릿화 또는 그레뉼화한 폴리우레탄을 사출성형을 통해 로드 패킹을 제조
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (17)

  1. 반응기 내에 서로 다른 두 종류의 폴리올이 20~60중량% : 80~40중량% 비율로 구성된 공중합체를 준비하는 제1단계;
    상기 반응기 내로 상기 공중합체 대비 과량의 방향족 디이소시아네이트를 투입한 후, 상기 공중합체와 상기 방향족 디이소시아네이트를 중합하여 프리폴리머를 생성하는 제2단계;
    상기 프리폴리머에 경화제를 혼합하여 폴리우레탄을 제조하는 제3단계; 및
    상기 폴리우레탄을 숙성시키는 제4단계를 포함하는 열가소성 폴리우레탄 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2단계 이전에 상기 공중합체에 첨가제를 혼합하는 단계를 더 포함하는 열가소성 폴리우레탄 제조방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 첨가제를 혼합하는 단계 이후에 상기 반응기를 90℃ 내지 110℃ 온도로 가열하는 단계를 더 포함하는 열가소성 폴리우레탄 제조방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제3단계 이전에 상기 반응기를 90℃ 내지 100℃ 온도로 냉각하는 단계를 더 포함하는 열가소성 폴리우레탄 제조방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 첨가제를 혼합하는 단계 이전에 상기 공중합체를 탈수하는 단계를 더 포함하는 열가소성 폴리우레탄 제조방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 방향족 디이소시아네이트는 상기 공중합체 100g에 대하여 40g 내지 65g인 것을 특징으로 하는 열가소성 폴리우레탄 제조방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 경화제는 1,4-butanediol, HQEE 및 말단 OH기를 갖는 물질 중 하나 이상인 것을 특징으로 하는 열가소성 폴리우레탄 제조방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제4단계는 80℃ 내지 110℃에서 30분 이상, 상온에서 20일 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열가소성 폴리우레탄 제조방법.
  9. 청구항 2에 있어서,
    상기 첨가제는 분산제, 자외선 방지제, 광안정제 및 내가수 분해제 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 열가소성 폴리우레탄 제조방법.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 서로 다른 두 종류의 폴리올은 폴리카보네이트 폴리올(PC) 및 폴리카프로락톤 폴리올(PCL)인 것을 특징으로 하는 열가소성 폴리우레탄 제조방법.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 방향족 디이소시아네이트는 3,3’-디메틸-4,4’-비페닐렌 디이소시아네이트(TODI)인 것을 특징으로 하는 열가소성 폴리우레탄 제조방법.
  12. 서로 다른 두 종류의 폴리올이 20~60중량% : 80~40중량% 비율로 구성된 공중합체, 상기 공중합체와 상기 공중합체 대비 과량의 방향족 디이소시아네이트를 중합하여 생성되는 프리폴리머; 및
    경화제를 포함하는 열가소성 폴리우레탄 조성물.
  13. 청구항 12에 있어서,
    분산제, 자외선 방지제, 광안정제 및 내가수 분해제 중 하나 이상으로 이루어진 첨가제를 더 포함하는 열가소성 폴리우레탄 조성물.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 경화제는 1,4-butanediol, HQEE 및 말단 OH기를 갖는 물질 중 하나 이상인 것을 특징으로 하는 열가소성 폴리우레탄 조성물.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 방향족 디이소시아네이트는 상기 공중합체 100g에 대하여 40g 내지 65g인 것을 특징으로 하는 열가소성 폴리우레탄 조성물.
  16. 청구항 12에 있어서,
    상기 서로 다른 두 종류의 폴리올은 PC 및 PCL인 것을 특징으로 하는 열가소성 폴리우레탄 조성물.
  17. 청구항 12에 있어서,
    상기 방향족 디이소시아네이트는 TODI인 것을 특징으로 하는 열가소성 폴리우레탄 조성물.
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