KR20120034585A - 폴리우레탄 겔 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 특이 조성물 및 특이 첨가물로 사용되고, 다양한 적용분야에서 다양한 종류의 기능을 수행할 수 있는 폴리우레탄 겔 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
보다 구체적으로, 상기 폴리우레탄 겔은 폴리우레탄 형성을 위한 하나 이상의 촉매(A5) 존재 하에서 이하를 포함하는 폴리우레탄 시스템의 전환으로 생산 가능한 것이다: (A1) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 28 내지 90 mg KOH/g인 하나 이상의 폴리에터 알코올, (A2) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 240 내지 850 mg KOH/g인 하나 이상의 폴리에터 알코올, (B1) 하나 이상의 디이소시아네이트, (B2) 바람직하게는 디이소시아네이트의 삼량체화로 제조되는 하나 이상의 트리이소시아네이트, (A3) 주어진 기능을 만족하는 적어도 하나의 첨가물, 및 (A4) 입자 크기가 1 내지 650 nm인 적어도 하나의 첨가물.
보다 구체적으로, 상기 폴리우레탄 겔은 폴리우레탄 형성을 위한 하나 이상의 촉매(A5) 존재 하에서 이하를 포함하는 폴리우레탄 시스템의 전환으로 생산 가능한 것이다: (A1) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 28 내지 90 mg KOH/g인 하나 이상의 폴리에터 알코올, (A2) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 240 내지 850 mg KOH/g인 하나 이상의 폴리에터 알코올, (B1) 하나 이상의 디이소시아네이트, (B2) 바람직하게는 디이소시아네이트의 삼량체화로 제조되는 하나 이상의 트리이소시아네이트, (A3) 주어진 기능을 만족하는 적어도 하나의 첨가물, 및 (A4) 입자 크기가 1 내지 650 nm인 적어도 하나의 첨가물.
Description
본 발명은 특이 조성물 및 특이 첨가물로 사용되고, 다양한 적용분야에서 다양한 종류의 기능을 수행할 수 있는 폴리우레탄 겔 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
폴리우레탄 겔은 일반적으로 40 내지 70의 쇼어경도(Shore A hardness)값을 가지는 탄성 폴리우레탄이며, 이소시아네이트 인덱스가 100 이하, 많은 경우 50 이하인 디- 및/또는 폴리이소시아네이트와 폴리에터로부터 생성된다. 이와 같은 폴리우레탄 겔은 치과보철술, 스포츠 분야(자전거 안장), 및 케이블 피드스루(feedthrough)와 같은 분야에서 사용된다.
선행기술에 따르면, 폴리우레탄 겔은 1960년대부터 의학기술(욕창) 또는 스포츠 분야 등에서 사용되어져 왔다. 이러한 폴리우레탄 겔은 다른 하이드록실수를 가진 두개의 폴리에터 알코올 - 일반적으로 전형적인 세관능성 유연(flexible) 폼 폴리올 및 전형적인 세관능성 또는 보다 높은 관능성 고형(rigid) 폼 폴리에터 알코올-의 조합에 기초한다. 또한 폴리옥시프로필렌 글리콜 및 디- 또는 트리 관능성 이소시아네이트 또는 이소시아네이트 인덱스가 50이하, 즉 상당한 이소시아네이트 결함이 있는 화합물과의 혼합물에 기초하는 경우도 있다. 각각의 예에서, 폴리에스터 알코올은 또한 고형(rigid) 폼 폴리에터 알코올 상태로 사용되고, 이는 엘라스토머 생산 또는 코팅을 위한 일반적인 표준품이다. FAPU 45, p. 5 (Nov. 2007)에 따르면, 전기공학을 위한 폴리우레탄 겔 또한 단기간동안 알려져 왔지만, 전기 절연을 위한 폴리우레탄 겔은 알려진 바 없으며 벽 피드스루(feedthrugh)를 위한 밀봉제로 알려져 왔다. 이 소재는 각각의 케이블 외곽에 부드럽게 적용되어야 하며, 이는 케이블 직경이 매우 작은 경우에도 마찬가지이다. 이 소재는 완벽한 냉간유연성(cold flexibility) 및 높은 움직임 보정력(movement compensation)을 가진다.
예를 들면, EP 0 057 838은 겔 및 유연, 탄성 포장재로 구성된 욕창을 방지하기 위한 겔 패드를 개시하고 있다. 상기 겔은 공유결합으로 교차연결된 폴리우레탄으로 구성된 62%의 고분자량 매트릭스 및 최대85%의 이차 원자가를 통해 결합된 액체 분산제로 구성된다. EP 0 511 570는 폴리올 및 폴리이소시아네이트의 반응 생성물로 개선된 겔 조성물을 개시하고 있다. 상기 폴리올 성분은 하이드록실 수가 112 이하인 다수의 폴리올 및 하이드록실 수가 112 부터 600 mg KOH/g 범위 내인 폴리올로 구성되며, 혼합물의 이소시아네이트 인덱스는 15 내지 70이다. KR 1020060033464에 따르면, 겔은 각각 다른 온도의 저장탱크가 구비된 2-성분 기계를 통해 제조될 수 있다. 또한, DE-C 199 57 397 은 점탄성 폼과의 합성물로 폴리우레탄 겔을 개시하고 있으며, 상기 겔은 하나 이상의 하이드록실 수가 112 mg KOH/g 이하인 폴리올 및 하나 이상의 하이드록실 수가 112 내지 600 mg KOH/g인 폴리올로부터 생성되며, 각 요소의 중량비가 90:10 내지 10:90이다. 이는 또한 필러 및 첨가물로 알려져 있다. DE-A 100 16 539에 따르면, 폴리우레탄 겔은 또한 밀도를 낮추기 위해 팽창 칼슘 카보네이트로 채워질 수 있다. 신발에의 적용을 위해, EP 1 277 801에 따른 폴리우레탄 겔과 결정화된 포화 탄화수소와 같은 상변이물질(phase change materials)을 함께 사용할 수 있다.
DE-A 10 2004 048 154에 따르면, 밀봉체가 겔 형태이며 관련 표면이 형성되었을 때 두 공간을 한 공간으로부터 기밀성 및 액밀성 상태로 밀봉하는 것이 가능하다. 또한 DE GM 20 2007 002 809 U1은 적어도 두개의 물질로 형성된 복합물을 개시하고 있는데, 한 물질은 고무 물질이고, 두번째 물질은 접착 표면에서 밀접한 결합을 형성하는 겔이다. DE-A 198 05 022에 따르면, 건축 구조물을 날씨에 의한 효과로부터 보호하기 위한 밀봉 시스템에 존재하는 기술적인 해결책은 친수성 폴리우레탄 프리폴리머 및 물의 존재하에서 고체화되는 성분으로 구성된다.
DE-A 196 18 825 A1에 교시된 바에 따르면, 친수성, 자가접착성 폴리우레탄 겔 물질은 하이드록실 수가 20 내지 112 mg KOH/g 이며, 2 내지 6개의 하이드록시 그룹을 가지는 폴리에터 폴리올 및 10%이상의 항산화제, 비스무트(III), 촉매로서 폴리올에 용해가능한 카복실레이트 및 핵사메틸렌디이소시아네이트로 이루어진 에틸렌 옥사이드 성분으로부터 생성된다. 상기 폴리우레탄-형성-성분의 관능기의 조합은 적어도 5.2 이어야 한다.
폴리우레탄 화학에 일반적인 일련의 개시 물질을 사용하는 폴리우레탄 겔 생산을 현재까지의 기술적 해결 방안이 상세하게 개시한다. 그러나, 높은 난연성, 상대적으로 높은 전기장력 저항성 또는 전기공학에서 중간 전압에 대한 절연용량을 가지는 폴리우레탄 겔은 현재까지 개시된 바 없으며, 나노입자-포함 폴리에터 알코올의 부분적인 사용 또는 단독 사용을 위한 어떤 기술적인 해결책이 서술되거나, 개시된 바 없다. 상기 언급된 폴리우레탄 겔의 기능에 추가하여, 상기 언급된 선행문헌과는 별도로, 사용된 폴리머의 구조 또는 사용된 첨가물 모두 공개되지 않았다.
본 발명의 목적은 폴리우레탄 구조 및 첨가물간의 조합으로 인해 빌딩 블록 시스템의 형성에 있어서 일련의 기능을 갖는 폴리우레탄 겔 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은 폴리우레탄 형성을 위한 하나 이상의 촉매(A5) 존재 하에서 이하를 포함하는 폴리우레탄 시스템의 전환으로 생산 가능한 폴리우레탄 겔로 달성된다:
(A1) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 28 내지 90 mg KOH/g인 하나 이상의 폴리에터 알코올,
(A2) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 240 내지 850 mg KOH/g인 하나 이상의 폴리에터 알코올,
(B1) 하나 이상의 디이소시아네이트,
(B2) 바람직하게는 디이소시아네이트의 삼량체화로 제조되는 하나 이상의 트리이소시아네이트,
(A3) 주어진 기능을 만족하는 적어도 하나의 첨가물, 및
(A4) 입자 크기가 1 내지 650 nm인 적어도 하나의 첨가물.
본 발명에 따른 폴리우레탄 겔의 제조방법은
(A1) 하나 이상의, 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 28 내지 90 mg KOH/g 인 폴리에터 알코올,
(A2) 하나 이상의, 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 240 내지 850 mg KOH/g 인 폴리에터 알코올,
(A5) 폴리우레탄 형성을 위한 하나 이상의 촉매
(A3) 주어진 기능을 만족시키는 적어도 하나의 첨가물, 및
(A4) 입자 크기가 1 내지 650 nm 인 적어도 하나의 첨가물을 서로 밀접하게 혼합시킨 후
1:0.5 내지 1:1.2의 몰비의
(B1) 하나 이상의 디이소시아네이트,
(B2) 바람직하게는 디이소시아네이트의 삼량체화로 제조되는 하나 이상의 트리이소시아네이트와 혼합하고 Shore A 경도가 35 내지 85인 폴리우레탄 겔로 전환하는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시 태양은 종속항에 구체화되어 있다.
상기 폴리우레탄 겔의 한 구체예에서, 폴리에터 알콜 (A1)은 프로필렌옥사이드에 의해서만 디- 내지 테트라 관능화된 출발물질로부터 전환되며, 하이드록실 수가 44 내지 90 mg KOH/g인 것을 특징으로 한다.
상기 폴리우레탄 겔의 한 구체예에서, 폴리에터 알콜 (A1)은 올리고우레아-포함 긴사슬 폴리에터 알코올이며, 상기 올리고우레아는 연질 폴리우레탄 슬랩스탁(slabstock) 폼과 적어도 하나의 글리콜 및 적어도 하나의 이차 지방족 아민 0.1 내지 25중량%와의 혼합물과의 가용매분해를 통한 해중합(depolymerization)으로 얻어지는 것이며, 입자 직경은 1 내지 1000 ㎛ 일 수 있다.
상기 폴리우레탄 겔 한 바람직한 구체예에서, 폴리에터 알콜 (A1)이 올리고우레아-포함 긴사슬 폴리에터 알코올이며, 상기 올리고우레아는 연질 폴리우레탄 슬랩스탁(slabstock) 폼과 적어도 두개의 글리콜 및 적어도 하나의 이차 지방족 아민 0.1 내지 15중량%와의 혼합물과의 가용매분해를 통한 해중합(depolymerization)으로 얻어지는 것이며, 입자 직경은 1 내지 1000 nm인 것을 특징으로 한다.
상기 폴리우레탄 겔의 한 구체예에서, 폴리에터 알콜 (A2)은 프로필렌옥사이드에 의해서만 디- 내지 테트라 관능화된 출발물질로부터 전환되며, 하이드록실 수가 350 내지 480 mg KOH/g일 수 있다.
상기 폴리우레탄 겔의 한 바람직한 구체예에서, 폴리에터 알콜 (A2)은 프로필렌옥사이드에 의해서만 디- 내지 테트라 관능화된 출발물질로부터 전환되며, 미량의 지방족 디카복실산과의 반응으로부터 전환된 폴리에터 에스터를 포함하고 하이드록실 수가 340 내지 420 mg KOH/g인 것을 특징으로 한다.
상기 폴리우레탄 겔의 한 구체예에서, 트리이소시아네이트 (B2)는 부분적으로 지방족, 방향지방족, 및/또는 사이클로지방족 및 적어도 하나의 방향족, 디이소시아네이트의 삼량체화된 혼합물인 것을 특징으로 한다.
상기 폴리우레탄 겔의 한 구체예에서, 상기 방향족 디이소시아네이트 (B2)는 혼합물에서 1 내지 15중량%로 존재한다.
상기 폴리우레탄 겔의 한 구체예에서, 촉매 (A5)는 비스(디메틸-아미노-에틸) 에터, 펜타메틸디에틸렌트리아민, 디모르폴리노디에틸 에터, 트리스(3-디메틸아미노)프로필-아민, 펜타메틸-프로필렌-트리아민, N-메틸디사이클로헥실아민, N-메틸모르폴린, N,N'-디메틸-피페라진 및/또는 1-디메틸-아미노-에틸-4-메틸피페라진 일 수 있다.
상기 폴리우레탄 겔의 한 바람직한 구체예에서, 폴리우레탄 시스템은 이하를 포함할 수 있다:
(A1.1) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 44 내지 90 mg KOH/g인 폴리에터 알코올 40 내지 60중량부,
(A2.1) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 320 내지 450 mg KOH/g인 폴리에터 알코올 15 내지 30중량부,
(B1.1) 하나 이상의 디이소시아네이트 25 내지 42 중량부,,
(B2.1) 바람직하게는 디이소시아네이트의 삼량체화로 제조되는 하나 이상의 트리이소시아네이트 5 내지 15 중량부,
(A5.1) 폴리우레탄 형성을 위한 하나 이상의 촉매 0.001 내지 0.5 중량부, 및 추가적으로
(A3.1) 열전도율을 향상시키는 마이크로화 된 형태의 물질, 바람직하게는 입자 직경이 0.1 내지 500 ㎛ 인 실리콘 카바이드 또는 그래파이트0.1 내지 15 중량부, 및
(A4.1) 입자 크기가 50 내지 650 nm 인 나노급 박판 실리케이트 0.01 내지 5 중량부.
상기 폴리우레탄 겔의 다른 구체예에서, 폴리우레탄 시스템은 이하를 포함하는 것을 특징으로 한다:
(A1.1) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 44 내지 90 mg KOH/g인 폴리에터 알코올 40 내지 60중량부,
(A2.1) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 320 내지 450 mg KOH/g인 폴리에터 알코올 15 내지 30중량부,
(B1.1) 하나 이상의 디이소시아네이트 25 내지 42 중량부,
(B2.1) 바람직하게는 디이소시아네이트의 삼량체화로 제조되는 하나 이상의 트리이소시아네이트 5 내지 15 중량부,
(A5.1) 폴리우레탄 형성을 위한 하나 이상의 촉매 0.001 내지 0.5 중량부, 및 추가적으로
(A3.2) 전기전도율을 향상시키는 마이크로화 된 형태의 물질, 바람직하게는 입자 직경이 0.1 내지 500 ㎛ 인 요오드-처리된 탄소, 그래파이트 또는 몰리브덴 설파이드 0.1 내지 15 중량부, 및
(A4.1) 입자 크기가 50 내지 650 nm 인 나노급 박판 실리케이트 0.01 내지 5 중량부.
상기 폴리우레탄 겔의 한 구체예에서, 폴리우레탄 시스템은 이하를 포함할 수 있다:
(A1.1) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 44 내지 90 mg KOH/g인 폴리에터 알코올 40 내지 60중량부,
(A2.1) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 320 내지 450 mg KOH/g인 폴리에터 알코올 15 내지 30중량부,
(B1.1) 하나 이상의 디이소시아네이트 25 내지 42 중량부,
(B2.1) 바람직하게는 디이소시아네이트의 삼량체화로 제조되는 하나 이상의 트리이소시아네이트 5 내지 15 중량부,
(A5.1) 폴리우레탄 형성을 위한 하나 이상의 촉매 0.001 내지 0.5 중량부, 및 추가적으로
(A3.3) 높은 전기절연용량을 갖는 액체, 페이스트 또는 겔 타입, 상대적으로 고분자중량인 탄화수소, 바람직하게는 미네랄 오일 또는 바셀린 1 내지 15중량부, 및
(A4.1) 입자 크기가 50 내지 650 nm 인 나노급 박판 실리케이트 0.01 내지 5 중량부.
상기 바람직한 폴리우레탄 겔의 한 구체예에서, 폴리우레탄 시스템은 이하를 포함하는 것을 특징으로 한다:
(A1.1) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 44 내지 90 mg KOH/g인 폴리에터 알코올 40 내지 60중량부,
(A2.1) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 320 내지 450 mg KOH/g인 폴리에터 알코올 15 내지 30중량부,
(B1.1) 하나 이상의 디이소시아네이트 25 내지 42 중량부,
(B2.1) 바람직하게는 디이소시아네이트의 삼량체화로 제조되는 하나 이상의 트리이소시아네이트 5 내지 15 중량부,
(A5.1) 폴리우레탄 형성을 위한 하나 이상의 촉매 0.001 내지 0.5 중량부, 및 추가적으로
(A3.4) 난연성을 향상시키는 마이크로화 된 형태의 물질, 바람직하게는 입자 직경이 0.1 내지 500 ㎛ 인 멜라민, 멜라민 시아누르산염, 멜라민-포름알데히드 수지, 우레아-포름알데히드 수지 및/또는 폴리시아누르산염 수지2.5 내지 15 중량부, 및
(A4.1) 입자 크기가 50 내지 650 nm 인 나노급 박판 실리케이트 0.01 내지 5 중량부.
상기 바람직한 폴리우레탄 겔의 한 구체예에서, 폴리우레탄 시스템은 이하를 포함하는 것을 특징으로 한다:
(A1.1) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 44 내지 90 mg KOH/g인 폴리에터 알코올 40 내지 60중량부,
(A2.1) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 320 내지 450 mg KOH/g인 폴리에터 알코올 15 내지 30중량부,
(A6) 하이드록실 수가 180 내지 320 mg KOH/g이고 방향성 성분이 2 내지 23중량%인 지방족-방향족 폴리에스터 알콜 3 내지 18중량부,
(B1.1) 하나 이상의 디이소시아네이트 25 내지 42 중량부,
(B2.1) 바람직하게는 디이소시아네이트의 삼량체화로 제조되는 하나 이상의 트리이소시아네이트 5 내지 15 중량부,
(A5.1) 폴리우레탄 형성을 위한 하나 이상의 촉매 0.001 내지 0.5 중량부, 및 추가적으로
(A3.5) 변형된 네이티브(native) 오일 0.1 내지 5 중량부, 및
(A4.1) 입자 크기가 50 내지 650 nm 인 나노급 박판 실리케이트 0.01 내지 5 중량부.
상기 바람직한 폴리우레탄 겔의 한 구체예에서, 폴리우레탄 시스템은 이하를 포함하는 것을 특징으로 한다:
(A1.2) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 44 내지 90 mg KOH/g이며, 입자 크기 10 내지 1000 ㎛ 인 분산 올리고우레아가 2 내지 15중량% 함유된 폴리에터 알코올 40 내지 60 중량부,
(A2.2) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 320 내지 450 mg KOH/g인 폴리에터 알코올 10 내지 25중량부,
(B1.1) 하나 이상의 디이소시아네이트 25 내지 42 중량부,
(B2.1) 바람직하게는 디이소시아네이트의 삼량체화로 제조되는 하나 이상의 트리이소시아네이트 5 내지 15 중량부,
(A5.1) 폴리우레탄 형성을 위한 하나 이상의 촉매 0.001 내지 0.5 중량부, 및 추가적으로
(A3.5) 변형된 네이티브(native) 오일0.1 내지 5 중량부, 및
(A4.1) 입자 크기가 50 내지 650 nm 인 나노급 박판 실리케이트 0.01 내지 5 중량부.
상기 폴리우레탄 겔의 한 구체예에서, 폴리우레탄 시스템은 이하를 포함할 수 있다:
(A1.2) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 44 내지 90 mg KOH/g이며, 입자 크기 10 내지 1000 nm인 분산 올리고우레아가 2 내지 15중량% 함유된 폴리에터 알코올 40 내지 60 중량부,
(A2.2) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 320 내지 450 mg KOH/g인 폴리에터 알코올 10 내지 25중량부,
(B1.1) 하나 이상의 디이소시아네이트 25 내지 42 중량부,
(B2.2) 바람직하게는 디이소시아네이트의 삼량체화로 제조되는 하나 이상의 트리이소시아네이트 2.5 내지 10 중량부,
(A5.1) 폴리우레탄 형성을 위한 하나 이상의 촉매 0.001 내지 0.5 중량부, 및 추가적으로
(A4.1) 입자 크기가 50 내지 650 nm 인 나노급 박판 실리케이트 0.01 내지 5 중량부.
본 발명에 따른 제조방법의 한 구체예에서, 폴리에터 알콜 (A1)은 올리고우레아-포함 긴사슬 폴리에터 알코올이며, 상기 올리고우레아는 연질 폴리우레탄 슬랩스탁(slabstock) 폼과 적어도 하나의 글리콜 및 적어도 하나의 이차 지방족 아민 0.1 내지 25중량%와의 혼합물과의 가용매분해를 통한 해중합(depolymerization)으로 얻어지는 것이며, 입자 직경은 1 내지 1000 ㎛ 인 것을 특징으로 한다.
상기 제조방법의 한 구체예는,
(A1.1) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 44 내지 90 mg KOH/g인 하나 이상의 폴리에터 알코올 40 내지 60중량부,
(A2.1) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 320 내지 450 mg KOH/g인 폴리에터 알코올 15 내지 30중량부,
(A5.1) 폴리우레탄 형성을 위한 하나 이상의 촉매 0.001 내지 0.5 중량부,
(A3.1) 열전도율을 향상시키는 마이크로화 된 형태의 물질, 바람직하게는 입자 직경이 0.1 내지 500 ㎛ 인 실리콘 카바이드, 그래파이트 또는 몰리브덴 설파이드 0.1 내지 15 중량부, 및
(A4.1) 입자 크기가 50 내지 650 nm 인 나노급 박판 실리케이트 0.01 내지 5 중량부를 서로 밀접하게 혼합시킨 후
(B1.1) 하나 이상의 디이소시아네이트 25 내지 42 중량부,
(B2.1) 바람직하게는 디이소시아네이트의 삼량체화로 제조되는 하나 이상의 트리이소시아네이트 5 내지 15 중량부를 상기 혼합물에 가하고 최종 혼합물이 밀접하게 혼합되고, 모양 형성이 이루어지며 경화되는 것일 수 있다.
상기 제조방법의 한 구체예는,
(A1.1) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 44 내지 90 mg KOH/g인 하나 이상의 폴리에터 알코올 40 내지 60중량부,
(A2.1) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 320 내지 450 mg KOH/g인 폴리에터 알코올 15 내지 30중량부,
(A5.1) 폴리우레탄 형성을 위한 하나 이상의 촉매 0.001 내지 0.5 중량부,
(A3.2) 전기전도율을 향상시키는 마이크로화 된 형태의 물질, 바람직하게는 입자 직경이 0.1 내지 500 ㎛ 인 요오드-처리된 탄소, 그래파이트 또는 몰리브덴 설파이드 0.1 내지 15 중량부, 및
(A4.1) 입자 크기가 50 내지 650 nm 인 나노급 박판 실리케이트 0.01 내지 5 중량부를 서로 밀접하게 혼합시킨 후
(B1.1) 하나 이상의 디이소시아네이트 25 내지 42 중량부,
(B2.1) 바람직하게는 디이소시아네이트의 삼량체화로 제조되는 하나 이상의 트리이소시아네이트 5 내지 15 중량부를 상기 혼합물에 가하고 최종 혼합물이 밀접하게 혼합되고, 모양 형성이 이루어지며 경화되는 것을 특징으로 한다.
상기 제조방법의 한 구체예는,
(A1.1) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 44 내지 90 mg KOH/g인 하나 이상의 폴리에터 알코올 40 내지 60중량부,
(A2.1) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 320 내지 450 mg KOH/g인 폴리에터 알코올 15 내지 30중량부,
(A5.1) 폴리우레탄 형성을 위한 하나 이상의 촉매 0.001 내지 0.5 중량부,
(A3.3) 난연성을 향상시키는 마이크로화 된 형태의 물질, 바람직하게는 입자 직경이 0.1 내지 500 ㎛ 인 멜라민, 멜라민 시아누르산염, 멜라민-포름알데히드 수지, 우레아-포름알데히드 수지 및/또는 폴리시아누르산염 수지2.5 내지 15 중량부, 및
(A4.1) 입자 크기가 50 내지 650 nm 인 나노급 박판 실리케이트 0.01 내지 5 중량부를 서로 밀접하게 혼합시킨 후
(B1.1) 하나 이상의 디이소시아네이트 25 내지 42 중량부,
(B2.1) 바람직하게는 디이소시아네이트의 삼량체화로 제조되는 하나 이상의 트리이소시아네이트 5 내지 15 중량부를 상기 혼합물에 가하고 최종 혼합물이 밀접하게 혼합되고, 모양 형성이 이루어지며 경화되는 것일 수 있다.
상기 제조방법의 한 바람직한 구체예는,
(A1.1) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 44 내지 90 mg KOH/g인 하나 이상의 폴리에터 알코올 40 내지 60중량부,
(A2.1) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 320 내지 450 mg KOH/g인 폴리에터 알코올 15 내지 30중량부,
(A5.1) 폴리우레탄 형성을 위한 하나 이상의 촉매 0.001 내지 0.5 중량부,
(A6) 하이드록실 수가 180 내지 320 mg KOH/g이고 방향성 성분이 2 내지 23중량%인 지방족-방향족 폴리에스터 알콜 3 내지 18중량부, 및
(A4.1) 입자 크기가 50 내지 650 nm 인 나노급 박판 실리케이트 0.01 내지 5 중량부를 서로 밀접하게 혼합시킨 후
(B1.1) 하나 이상의 디이소시아네이트 25 내지 42 중량부,
(B2.1) 바람직하게는 디이소시아네이트의 삼량체화로 제조되는 하나 이상의 트리이소시아네이트 5 내지 15 중량부를 상기 혼합물에 가하고 최종 혼합물이 밀접하게 혼합되고, 모양 형성이 이루어지며 경화되는 것을 특징으로 한다.
상기 제조방법의 한 구체예는,
(A1.1) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 44 내지 90 mg KOH/g인 하나 이상의 폴리에터 알코올 40 내지 60중량부,
(A2.1) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 320 내지 450 mg KOH/g인 폴리에터 알코올 15 내지 30중량부,
(A5.1) 폴리우레탄 형성을 위한 하나 이상의 촉매 0.001 내지 0.5 중량부,
(A3.5) 변형된 네이티브(native) 오일0.1 내지 5 중량부, 및
(A4.1) 입자 크기가 50 내지 650 nm 인 나노급 박판 실리케이트 0.01 내지 5 중량부를 서로 밀접하게 혼합시킨 후
(B1.1) 하나 이상의 디이소시아네이트 25 내지 42 중량부,
(B2.1) 바람직하게는 디이소시아네이트의 삼량체화로 제조되는 하나 이상의 트리이소시아네이트 5 내지 15 중량부를 상기 혼합물에 가하고 최종 혼합물이 밀접하게 혼합되고, 모양 형성이 이루어지며 경화되는 것일 수 있다.
상기 제조방법의 한 구체예는,
(A1.2) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 44 내지 90 mg KOH/g이며, 입자 크기 10 내지 1000 ㎛ 인 분산 올리고우레아가 2 내지 15중량% 함유된 폴리에터 알코올 40 내지 60 중량부,
(A2.2) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 320 내지 450 mg KOH/g인 폴리에터 알코올 10 내지 25중량부,
(A5.1) 폴리우레탄 형성을 위한 하나 이상의 촉매 0.001 내지 0.5 중량부, 및
(A4.1) 입자 크기가 50 내지 650 nm 인 나노급 박판 실리케이트 0.01 내지 5 중량부를 서로 밀접하게 혼합시킨 후
(B1.1) 하나 이상의 디이소시아네이트 25 내지 42 중량부,
(B2.1) 바람직하게는 디이소시아네이트의 삼량체화로 제조되는 하나 이상의 트리이소시아네이트 5 내지 15 중량부를 상기 혼합물에 가하고 최종 혼합물이 밀접하게 혼합되고, 모양 형성이 이루어지며 경화되는 것을 특징으로 한다.
본 발명 폴리우레탄 겔은 부드러운 단편상 및 딱딱한 단편상간의 교차결합과 같은 망상 조직에 기초한다. 추가적으로 상기 부드러운 단편상은 소수성 프로필렌 글리콜 구조 성분을 더 포함하는 필수적인 동종 조성물의 폴리에터 알코올 혼합물의 두개의 상당히 다른 망상 조직 체인 분리(네트워크 노드간의 평균 분자량으로 특정) 망상 조직으로 구성되며, 딱딱한 단편상의 교차결합은 트리이소시아네이트를 통해 이루어진다. 본 명세서에서, 트리이소시아네이트는 지방족, 사이클로지방족 및/또는 방향지방족 디이소시아네이트의 혼합물로부터 처음 형성되며, 특별한 촉매 존재 하에서 적어도 하나의 방항성 디이소시아네이트는 , 그의 함유량이 이소시아네이트 혼합물의 삼량체화 정도, 그에따라 딱딱한 단편에서 교차결합의 정도(교차결합밀도) 를 결정한다.
폴리에터 알코올(A1)과 폴리에터 알콜 (A2)의 비율이 폴레우레탄 겔의 경도 및 탄성도를 결정한다. 본 발명에 따르면, (A1):(A2)는97:3 내지 65:35이다. 예를들면 80 Shore A 경도를 획득하기 위해, (A1)과 (A2)의 비율은 72:28이 요구된다. 예를들면 30 Shore A 경도를 획득하기 위해, (A1)과 (A2)의 비율은 93:7이 요구된다. 또한 경도가 감소함에 따라 디- 및/또는 트리이소시아네이트와의 반응의 화학량론과는 무관하게 폴리에터 알코올 (A1) 의 분율 증가 및 트리이소시아네이트의 분율 증가가 일어나며, 폴리우레탄 겔에 요구되는 굽힘 강도가 증가하여 그에따라 상대적인 폴리에터 알코올의 비율 및 삼관능성 이소시아네이트의 분율이 조절될 수 있다.
하이드록실 그룹과 이소시아네이트 그룹의 화학량론적인 비는, 선행기술에 따르면 0.5 또는 이 이하여야 하는데, 바람직한 방식의 운영으로 인해 이보다 훨씬 높을 수 있으며, 심지어는 1 이상일 수 있다. 이는 전기공학에 사용되는 중간-전압 분야에 요구되는 표면 저항 및 파괴전압을 갖는 폴리우레탄 겔의 경우에 뚜렷한데, 자유 하이드록실 그룹이 물질의 전도도에 큰 기여를 하기 때문이다.
겔의 생성에 유용한 촉매(A5)는 주로 3차 아민, 예를 들면, 비스(디메틸-아미노에틸) 에터, 펜타메틸-디에틸렌-트리아민, 디모르폴리노디에틸 에터, 트리스(3-디메틸-아미노)프로필아민, 펜타메틸프로필렌트리아민, N-메틸디사이클로-헥실-아민, N-메틸모르폴린, N,N'-디메틸-피페라진, 1-디메틸-아미노-에틸-4-메틸-피페라진을 들 수 있다. 두번째로, 유기금속 화합물의 사용도 가능한데, 예를들면 비스무트 또는 납 화합물, 예를들면 카복실레이트, 비스무트 트리아세테이트, 비스무트 트리올레이트, 비스무트 서브살리실레이트 또는 비스무트 비스네오데카노에이트, 및 특이 주석 화합물, 특히 열 활성화 물질인 디부틸틴 비스(2-에틸-헥실-싸이오글리콜레이트)등이 있다. 이러한 촉매는 폴리에터 알코올 혼합물 대비 0.0001 내지 1중량%의 양으로 사용된다.
조절가능한 정도의 삼량체화가 이루어진 부분적으로 삼량체화된 디이소시아네이트 (B2) 는 지방족, 사이클로지방족 및/또는 방향지방족 및 적어도 하나의 방향성 디이소시아네이트의 혼합물로부터 준비된다. 방향성 디- 및/또는 폴리이소시아네이트 사용량은 촉매의 양에 추가로, 삼량체화의 정도에 따라 결정된다. 본 발명에 따르면, 지방족, 사이클로지방족 및/또는 방향지방족 디이소시아네이트 및 방향성 디- 및/또는 폴리이소시아네이트의 비율은 98:2 내지 80:20이어야 한다. 삼량체화는 0.001 내지 0.5중량% 의 특이 화합물, 또는 화합물의 조합의 추가에 의해 영향받는데, 상기 화합물은 이소시아네이트의 삼량체화를 촉진시킨다. 부분적인 삼량체화를 위해, 특별히 공지된 촉매인 트리스(2,4,6-디메틸메틸)페놀, 트리스-1,3,5-(디메틸-아미노-프로필)헥사-하이드로-s-트리아진, 트리s-1,3,5-(di에틸-아미노프로필)헥사하이드로-s-트리아진, 트리스-1,3,5-(디에틸아미노부틸)헥사하이드로-s-트리아진, 트레에틸렌디아민 및 에폭사이드의 조합이 사용된다. 지방족, 사이클로지방족 및/또는 방향지방족 디이소시아네이트와 방향성 디이소시아네이트의 비율은 삼량체화의 정도 및 부분적 삼량체의 내광성(UV 안정성)을 결정한다. 일반적으로, 1 내지 20중량부만의 낮은 분율의 방향성 디이소시아네이트가 혼합물 중에 사용되는데, 특히 3 내지 12중량%가 바람직하다. 예를들면, 0.15중량%의 트리스-1,3,5-(디에틸-아미노프로필)헥사하이드로-s-트리아진 존재 하에서, 89중량부의 4,4'-디사이클로헥실메탄디이소시아네이트 및 11% 2,4-톨루엔(tolylene) 디이소시아네이트가 이소시아네이트 함량이 14.3%이고 점도가 4870 mPas (25℃)인 부분적인 삼량체 제조를 위해 사용될 수 있다.
다른 제형으로의 사용으로 인해, 특별한 기능을 하는 폴리우레탄 겔의 제조가 가능하다. 상기 다른 제형은 전술한 본 발명의 특별한 배열 형태로부터 유추될 수 있다.
우수한 열전도율을 갖는 폴리우레탄 겔이 요구되는 경우, 예를 들면 의학 또는 스포츠 분야에서 사용하는 경우 이는 마이크로화 된 형태의 열전도율을 향상시키는 물질의 첨가를 통해 제조될 수 있다. 이러한 첨가물은 폴리우레탄 시스템에 B 화합물이 전체 시스템과 혼합되기 전에 첨가되는 것이 좋다.
폴리우레탄 겔의 또다른 기능은 예를 들면 데이터 이동을 위한 파이프에서의 전도 테이프, 또는 정전기의 제거를 위한 매개물로 사용되는 경우에서 요구되는 우수한 전기전도율이다.
본 발명 폴리우레탄 겔의 또다른 우수한 기능은, 향상된 난연성이다. 예를 들어, 배 또는 광산에서의 케이블 폿팅(potting) 조성물에서는 diN 4102 class B1 의 가연성이 요구된다. 폴리우레탄과 같은 폴리머에서 이러한 성질은 통상적으로 액체 또는 고체 할로겐 및 인-함유 난연제를 복수의 이소시아네이트 그룹의 삼량체 화합물에 더하여 사용한 경우에만 획득된다. 본 발명의 바람직한 난연성 폴리우레탄 겔은 고체 마이크로화 된 질소 함유 화합물 또는 폴리머를 이에 첨가함으로서 diN 4102 class B1등급을 획득할 수 있다.
폴리우레탄 겔의 또다른 우수한 기능은 폴리머, 금속, 비금속, 세라믹 및 유리와 같은 다른 물질에의 우수한 접착성이다. 본 발명 폴리우레탄 겔 중 주목할만한 점은, 이러한 접착성이 있는 폴리우레탄 겔은 울리고우레아-포함 긴사슬 폴리에터 알코올을 사용하는 경우에 얻어진다는 점이다. 폴리우레탄 겔은 지금까지 알려지지 않은 방법으로 생산되고, 본 발명의 바람직한 실시예를 구성한다. 올리고우레아-포함 긴사슬 폴리에터 알코올은 연질 폴리우레탄 슬랩스탁(slabstock) 폼과 적어도 하나의 글리콜 및 적어도 하나의 이차 지방족 아민 0.1 내지 25중량%와의 혼합물과의 가용매분해를 통한 해중합(depolymerization)으로 얻어진다. 이 때 분산 폴리올에 포함된 올리고우레아의 입자직경은 1 내지 1000 ㎍, 또는 나노입자-함유, 순수 폴리올은 50 내지 1000nm의 입자 직경의 올리고우레아에 이를 수 있는 조건을 선정한다.
또한 상전이(thixotropic) 성질을 갖는 윤활 겔 등의 용도로 사용되는 폴리우레탄 겔이 생산 가능하다.
상대적으로 높은 탄성도를 갖는 폴리우레탄 겔은 폴리에터 알코올과 나노급 올리고우레아를 사용하여 제조가 가능하다. 이는 삼관능성 이소시아네이트의 함량을 미량 감소시킨다. 스포츠 분야의 댐핑(damping) 겔 등으로 사용될 수 있는 탄성도가 증가된 폴리우레탄 겔은 전술되었다.
또한 본 발명의 바람직한 폴리우레탄 겔 중에서 주목할만한 점은 폴리올 화합물 대비 1 내지 25중량%의 테레프탈산, 프탈산, 또는 이소프탈산과 같은 방향성 디카복실산에 기초하는 살짝 분지된(lightly-branched) 방향성 폴리에스터 알코올, 및 0.1 내지 25중량%의 글리세롤 및 하나 이상의 글리콜을 사용하여 제조된다는 것이다. 전형적으로, 폴리에터 알코올 및 폴리에스터 알코올은 불안정하고 혼합 후 짧은 시간 내 분리된다. 하나의 이차 및 하나의 일차 하이드록실 그룹을 가지는 방향성 디카복실산 및 글리콜에 추가로, 구조적 화합물인 분지된 방향성 폴리에스터 알코올의 특이한 구조로 인해 폴리에터 알코올과의 안정적인 혼합물을 얻는 것이 가능하고, 이는 균질 폴리우레탄 겔의 형성을 가능하게 한다. 상기 분지된 방향성 폴리에스터 알코올을 1 내지 25중량%사용함으로써, 요구되는 높은 값의 경도 및 겔의 결합 강도를 획득하는 것이 가능하다.
신규한 폴리우레탄 겔은 구체적인 적용에 따라 면밀히 조절된 특성이 탁월하다. 이러한 특성은 기초 폴리우레탄 구조 및 이에 분산되거나 첨가되거나 포함된 첨가물과의 바람직한 조합에 기인한다. 본 발명에 따른 공정의 필수적인 기준은 다음과 같다.
- 필수적인 프로필렌 옥사이드-기초 폴리에터 및 0 또는 5중량% 미만의 에틸렌옥사이드의 사용 및
- 하이드록실-이소시아네이트 반응의 화학량론은 필수적으로 균형잡히고, 극도의 겔의 유연성이 요구되는 특이한 경우에 한해 화학량론 비율은 0.6 이하이다.
본 발명의 바람직한 겔의 제조는 폴리우레탄 화학에 있어서 필수적으로 통상의 방법을 따르는데, 이는 다음과 같다.
- 선혼합물(premixture, component)는 하이드록실 화합물로부터 제조되고, 촉매 및 첨가물은 밀접하게 이소시아네이트와 혼합되고,
- 선택적으로 몰드로 이동되며,
- 요구되는 온도에서 경화된다. .
폴리에스터와 다른 화합물의 비로 인해 이와 이소시아네이트의 비는 조절된다. 하이드록실 그룹과 이소시아네이트 그룹의 몰비가 1:0.5 내지 1:1.2인 경우, 바람직한 폴리우레탄 겔의 Shore A 경도는 35 내지 85이다.
본 발명의 구체적인 실시예는 극도로 낮은 경도의 폴리우레탄 겔에 관련한다. 이는 짧은 및 긴사슬 디올 및 트리이소시아네이트의 조합에 독립적이고, 디이소시아네이트 및 추가 첨가물 및/또는 필러의 혼합물에서 선택적으로 제조된다.
이러한 겔은 특별히 이하로부터 제조된다.
- 몰질량 800 내지 3000인 하나 이상의 폴리프로필렌 글리콜,
- 디프로필렌 글리콜,
- 촉매, 바람직하게는 열감응성 주석 촉매,
- 부분적인 삼량체화된 방향성 및/또는 사이클로지방족 디이소시아네이트,
- 선택적으로 필러, 색소, 오일 또는 고체 난연제.
보다 구체적으로, 상기 이하로부터 제조된다.
- 폴리프로필렌 글리콜 2000 당 1하이드록실기 당량부,
- 디프로필렌글리콜당 1 내지 8하이드록실기 당량부,
- 부분적으로 삼량체화된 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트 또는 부분적으로 삼량체화된 0.1:1 내지1:0.1비율의 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트 및 4,4'-디사이클로헥실메탄 디이소시아네이트의 혼합물, 상기 이소시아네이트 관능성은 2.2 내지 2.9에 대응하는 2 내지 9 이소시아네이트 당량부,
- 하이드록실 당량부로부터 야기되는 총중량 대비 0.01 내지 1.5중량%의 싸이오설퍼(thiosulfur)촉매, 특히 디부틸틴 비스(싸이오글리콜레이트)타입,
- 나노급 활성, 반응성 또는 삽입 필러, 예를들면 아미노기-함유 올리고우레아, 폴리우레아, 멜라민 유도체 및/또는 몬모릴로나이트 타입의 박판 실리케이트 또는 실리콘 카바이드와 같은 카바이드.
상기로부터 제조된 겔은 Shore 00 경도가 30 내지 65이고, 사용시 인 시추 생산 조건에 따라 또한 획득될 수 있다.
본 발명의 또다른 구체예에서, 오일이 경도를 감소시키고 전성을 증가시키기 위해 겔에 추가될 수 있다. 사용되는 오일은 네이티브(native) 오일일 수 있으며, 예를들면 아마씨 오일, 평지씨 오일, 코코넛 오일, 콩 오일, 평지 오일, 포도씨 오일 또는 호박씨 오일 등이 이에 해당한다. 이들의 반응 산물 및 안정화된 산물은 250 mPas (25℃)이상의 점도를 가지며, 높은 안정성의 미네랄 오일, 바람직하게는 터빈 또는 변압기 오일 또한 사용될 수 있다.
변형된 네이티브(native) 오일은 네이티브 오일과의 일종의 화학 반응을 통해 얻어지는 산물을 의미한다. 이는 에스터교환반응산물, 예를들면 네이티브 오일과 알코올, 디올, 트리올, 모노- 또는 폴리카복실산, 폴리에스터 알코올, 폴리에터 알코올과의 반응산물, 적합한 촉매 또는 시약 존재 하에서 물과의 수화반응산물 등이 이에 해당한다. 보다 구체적으로, 이는 오일(트리글리세라이드)의 에스터 그룹에의 에스터교환반응으로 전환되는 반응산물을 의미하며, 이러한 전환은 모노알콜, 글리콜 또는 트리올과 같은 하이드록실그룹을 포함하는 화합물 및 올리고에스터 알코올, 폴리에스터 알코올, 올리고에터 알코올, 하이드록실 관능기가 2 내지 5개인 폴리에터 알콜올, 또는 모노-, 디- 또는 트리카복시산과 같은 올리고머를 통해 이루어진다. 구체적인 그룹은 하이드록실화된 네이티브 오일이며, 이는 산성 염의 존재 하에서 물과의 수화반응으로 얻어지거나, 과산화물 또는 선택적인 촉매 존재 하에서 특히 과산화포름산 또는 과산화아세트산과 같은 과산과의 반응으로 얻어진다.
하나의 예는 콩 오일과 포름산 및 과산화수소와의 반응이다. 이를 통해 콩 오일의 하이드록실 관능기 값은 2 에서 3.5로 증가하고, 반응 산물은 알콕시화될 수 있다. 이는 폴리에스터 에터 알코올의 몰질량을 6000까지 증가시킨다. 또다른 선택사항은 DE-A 199 18 650에 개시된 바와 같이, 평지씨유와 같은 네이티브 오일과 올리고에스터 응축물과의 반응이고, 이를 통해 하이드록실 수가 100 내지 400 mg KOH/g인 반응 산물이 도출된다.
추가적인 선택사항은 물의 첨가로 인한 이중결합의 수화를 통한 네이트브 오일의 관능기화이다. 이러한 수화는 황산수소칼륨 또는 황산수소염의 존재 여부에 영향받는다. 이중결합에 물을 가하는 것은, 아마씨 오일, 올리브 오일 또는 코코넛 오일과 같은 경우에 있어서 사용가능한 하이드록실 그룹의 수를 증가시킬 수 있으며, 따라서 하이드록실 관능기 값이 4 이상으로 증가한다.
추가적인 변형에 있어서, 네이티브 오일은 이중결합이 없는 긴사슬 지방산으로 전환될 수 있는데, 예를들면 24개의 탄소원자를 가지고 유연한(waxy) 산물을 형성하는 긴사슬 지방산이 이에 해당한다. 이러한 에스터교환반응은 바람직하게 코발트아세테이트와 같은 전이금속아세테이트 또는 브로마이드의 존재 하에서 수행된다. 방출되는 카복실산은 직접적인 추출이나 염 형성의 방법 및 연속적인 물 또는 수용액으로의 추출방법으로 제거된다.
폴리에스터 알코올은 첨가물 존재 하에서 방향성 또는 지방족 디카복실산에 기초하여 제조된다. 방향성-지방족 폴리에스터 알코올은 이하로 구성된다.
- 적어도 하나의 방향성 디카복실산 5 내지 45%
- 적어도 하나의 지방족 디카복실산 3 내지 22%,
- 하나 이상의 디올 30 내지 72% 및
- 하나 이상의 트리올 0.1 내지 12%.
여기서, 상기 지방족 및 방향성 디카복실산은 사슬에 하나 이상의 디올을 통해 임의로 분포되며, 트리올은 사슬에 1차 하이드록실 그룹을 통해서만 분포된다. 또한 상기 폴리에스터 알코올은 몰질량(Mn) 250 내지 750을 가지며, 관능성(functionality, fn)은 2.00 내지 2.8범위 내에 있다. 하이드록실 수는 180 내지 350 mg KOH/g이어야 한다.
방향성 디카복실산은 바람직하게는 테레프탈산, 이소프탈산 또는 프탈산 또는 이들의 혼합물이다. 사용되는 지방족 디카복실산은 바람직하게는 아디픽산, 숙신산, 아젤라익산, 운데칸디온산 또는 이들의 혼합물이다. 디올은 바람직하게는 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 고급폴리에틸렌 글리콜 또는 이들의 혼합물이다. 트리올은 바람직하게는 글리세롤, 1,3,6-헥산트리올, 1,2,6-헥산트리올, 1,3,8-옥탄-트리올 또는 이들의 혼합물이다.
방향성 성분은 방향성 티카복실산의 성분으로부터 계산된다. 방향성 성분을 계산하기 위해, 방향성은 몰질량 76 (C6H4)으로 설정된다. 방향성 디카복실산의 경우, 45.78%의 방향성 성분(166의 산 몰질량으로부터 분리된 몰질량 76)이 존재한다. 반응 혼합물에서의 방향성 디카복실산의 분율은 형성되고 환원 반원과 함께 증류된 반응 산물을 고려하여 백분율이 배가되고, 상기 언급된 백분율은 42%이다. 5%의 방향성 디카복실산은 방향성 성분을 2.1% 함유하고, 45%방향성 디카복실산은 18.9%의 방향성 성분을 함유한다. 따라서 상기 언급된 범위는 모든 범위를 포함한다.
본 발명을 구체화하는 실시예는 다음과 같다.
실시예
1
폴리우레탄 겔은 먼저 25℃ 에서 30분간 선혼합된 글리세롤 및 프로필렌 옥사이드에 기초하고 하이드록실 수가 55.5 mg KOH/g 인 몰질량 3000의 폴리에터 알코올95.85 g, 글리세롤 및 프로필렌 옥사이드에 기초하고 하이드록실 수가 402 mg KOH/g 인 몰질량 420 의 폴리에터 알코올 39.15g, 및 N-메틸-디사이클로헥실아민 0.48 g과, 0.175g의 트리스-1,3,5-(디에틸-아미노프로필)헥사하이드로-s-트리아진 존재 하에서 116.7 g 의 4,4'-디사이클로-헥실-메틸 디이소시아네이트 및 8.7g의 2,4-톨루엔(tolylene) 디이소시아네이트로부터 형성된 부분적으로 삼량체화된 이소시아네이트의 혼합물을 2-요소 저압 기계로 혼합하고 몰드에서 캐스팅하여 제조되었다. 상기 폴리우레탄 겔은 76의 Shore A 경도, 65 kV/mm의 파괴전압 및 매우 우수한 표면간 접착성을 획득하였다.
실시예
2
폴리우레탄 겔은 먼저 25℃ 에서 30분간 선혼합된 글리세롤 및 프로필렌 옥사이드에 기초하고 하이드록실 수가 55.5 mg KOH/g 인 몰질량 3000의 폴리에터 알코올95.85 g, 글리세롤 및 프로필렌 옥사이드에 기초하고 하이드록실 수가 402 mg KOH/g 인 몰질량 420 의 폴리에터 알코올 39.15g, N-메틸-디사이클로헥실아민 0.48 g, 및 나노급 몬모릴로나이트 2.7g과, 0.175g의 트리스-1,3,5-(디에틸-아미노프로필)헥사하이드로-s-트리아진 존재 하에서 116.7 g 의 4,4'-디사이클로-헥실-메틸 디이소시아네이트 및 8.7g의 2,4-톨루엔(tolylene) 디이소시아네이트로부터 형성된 부분적으로 삼량체화된 이소시아네이트의 혼합물을 2-요소 저압 기계로 혼합하고 몰드에서 캐스팅하여 제조되었다. 상기 폴리우레탄 겔은 77의 Shore A 경도, 72 kV/mm의 파괴전압 및 매우 우수한 표면간 접착성을 획득하였다.
실시예
3
a) 올레고우레아가 분산된 폴리에터 알코올 제조
디프로필렌 글리콜 255g 과 디-n-부틸아민 45 g 의 혼합물을 1.5L four-neck 플라스크에서 질소 존재하에서 교반하며 160 ℃까지 가열하였다. 온도가 올라감에따라, 700g 플라스크의 연질 폴리우레탄 슬랩스탁 폼을 55분동안 가하였다. 상기 과정동안, 온도를 210℃까지 승온시켰다. 상기 첨가를 마친 후, 혼합물을 210℃에서 또다른 30분동안 교반하였다. 연속적으로 반응 산물을 회전식 감압농축기로 이동시키고, 다수의 디프로필렌글리콜 및 과잉 하부 보일러(low boilers)는 130℃/1 mm에서 증류되었다. 식힌 후, 올리고우레아 입자 크기가 5 ㎍ 내지 130 ㎍이고 하이드록실 수가 76.7 mg KOH/g 인 분산 폴리올 835g 이 획득되었다.
b) 본 발명 폴리우레탄 겔의 제조
먼저 25℃ 에서 30분간 선혼합된 분산된 올리고우레아입자 함유 폴리에터 알콜 75.85 g, 글리세롤 및 프로필렌 옥사이드에 기초하고 하이드록실 수가 402 mg KOH/g 인 몰질량 420 의 폴리에터 알코올 39.15g, N-메틸-디사이클로-헥실아민 0.3 g, 및 나노급 몬모릴로나이트 2.05 g 과, 0.165g의 트리스-1,3,5-(디에틸-아미노프로필)헥사하이드로-s-트리아진 존재 하에서 94.5 g 의 4,4'-디사이클로-헥실-메틸 디이소시아네이트 및 7.3 g의 2,4-톨루엔(tolylene) 디이소시아네이트로부터 형성된 부분적으로 삼량체화된 이소시아네이트의 혼합물이 본 발명 폴리우레탄 겔의 제조시 사용되었고, 2-요소 저압 기계로 혼합하고 몰드에서 캐스팅하였다. 상기 폴리우레탄 겔은 50의 Shore A 경도, 620 kV/mm의 파괴저항 및 매우 우수한 표면간 접착성을 획득하였다.
실시예
4
폴리우레탄 겔은 먼저 25℃ 에서 30분간 선혼합된 글리세롤 및 프로필렌 옥사이드에 기초하고 하이드록실 수가 55.5 mg KOH/g 인 몰질량 3000의 폴리에터 알코올95.85 g, 글리세롤 및 프로필렌 옥사이드에 기초하고 하이드록실 수가 402 mg KOH/g 인 몰질량 420 의 폴리에터 알코올 39.15g, N-메틸-디사이클로헥실아민 0.48 g, 마이크로화 된 멜라민 시아누르산염 2.7g, 및 박판 실리케이트 1.97 g 과 0.175g의 트리스-1,3,5-(디에틸-아미노프로필)헥사하이드로-s-트리아진 존재 하에서 116.7 g 의 4,4'-디사이클로-헥실-메틸 디이소시아네이트 및 8.7g의 2,4-톨루엔(tolylene) 디이소시아네이트로부터 형성된 부분적으로 삼량체화된 이소시아네이트의 혼합물을 2-요소 저압 기계로 혼합하고 몰드에서 캐스팅하여 제조되었다. 상기 폴리우레탄 겔은 55의 Shore A 경도, 54 kV/mm의 파괴저항 및 매우 우수한 표면간 접착성을 획득하였다. 이들의 내화성(fire performance)은 산소 인덱스(LOI method)를 통해 결정되었고, 이는 25.3 이었다.
실시예
5
폴리우레탄 겔은 먼저 25 ℃ 에서 30분간 선혼합된 글리세롤 및 프로필렌 옥사이드에 기초하고 하이드록실 수가 55.5 mg KOH/g 인 몰질량 3000의 폴리에터 알코올95.85 g, 글리세롤 및 프로필렌 옥사이드에 기초하고 하이드록실 수가 402 mg KOH/g 인 몰질량 420 의 폴리에터 알코올 39.15g, N-메틸-디사이클로헥실아민 0.48 g, 몰리브덴 디설파이드 4.5 g, 및 박판 실리케이트 1.5 g 과 0.175g의 트리스-1,3,5-(디에틸-아미노프로필)헥사하이드로-s-트리아진 존재 하에서 116.7 g 의 4,4'-디사이클로-헥실-메틸 디이소시아네이트 및 8.7g의 2,4-톨루엔(tolylene) 디이소시아네이트로부터 형성된 부분적으로 삼량체화된 이소시아네이트의 혼합물을 2-요소 저압 기계로 혼합하고 몰드에서 캐스팅하여 제조되었다. 상기 폴리우레탄 겔은 60의 Shore A 경도, 98 kV/mm의 파괴저항, 310 mS/cm 의 표면 전도성 및 및 800 W/cm 의 비저항값을 획득하였다.
실시예
6
폴리우레탄 겔은 먼저 25 ℃ 에서 30분간 선혼합된 글리세롤 및 프로필렌 옥사이드에 기초하고 하이드록실 수가 55.5 mg KOH/g 인 몰질량 3000의 폴리에터 알코올95.85 g, 글리세롤 및 프로필렌 옥사이드에 기초하고 하이드록실 수가 402 mg KOH/g 인 몰질량 420 의 폴리에터 알코올 39.15g, N-메틸-디사이클로헥실아민 0.48 g, 마이크로화 된 실리콘 카바이드 6.65 g, 및 박판 실리케이트 2.15 g과 0.175g의 트리스-1,3,5-(디에틸-아미노프로필)헥사하이드로-s-트리아진 존재 하에서 116.7 g 의 4,4'-디사이클로-헥실-메틸 디이소시아네이트 및 8.7g의 2,4-톨루엔(tolylene) 디이소시아네이트로부터 형성된 부분적으로 삼량체화된 이소시아네이트의 혼합물을 2-요소 저압 기계로 혼합하고 몰드에서 캐스팅하여 제조되었다. 상기 폴리우레탄 겔은 65의 Shore A 경도, 130 kV/mm의 파괴저항 및 3.67 W/Km2의 열전도성을 획득하였다.
실시예
7
폴리우레탄 겔은 먼저 25 ℃ 에서 30분간 선혼합된 글리세롤 및 프로필렌 옥사이드에 기초하고 하이드록실 수가 55.5 mg KOH/g 인 몰질량 3000의 폴리에터 알코올95.85 g, 글리세롤 및 프로필렌 옥사이드에 기초하고 하이드록실 수가 402 mg KOH/g 인 몰질량 420 의 폴리에터 알코올 25.5 g, 테레프탈산, 2-에틸-1,3-헥산디올 및 글리세롤에 기초하고 하이드록실 수가 319 mg KOH/g 이며 하이드록실 기능기가 2.14인 방향성 폴리에스터 알코올 16.5 g, 및 N-메틸-디사이클로헥실아민 0.55 g과 0.175g의 트리스-1,3,5-(디에틸-아미노프로필)헥사하이드로-s-트리아진 존재 하에서 116.7 g 의 4,4'-디사이클로-헥실-메틸 디이소시아네이트 및 8.7g의 2,4-톨루엔(tolylene) 디이소시아네이트로부터 형성된 부분적으로 삼량체화된 이소시아네이트의 혼합물을 2-요소 저압 기계로 혼합하고 몰드에서 캐스팅하여 제조되었다. 상기 폴리우레탄 겔은 80의 Shore A 경도 및 매우 우수한 폴리스티렌 표면에의 접착성을 획득하였다. 상기 두 물질간의 결합이 매우 강하여, 한 물질이 파괴되는 경우에만 결합을 깰 수 있다.
실시예
8
a) 나노급 올리고우레아가 분산된 폴리에터 알코올 제조
디프로필렌 글리콜 255g 과 디-n-부틸아민 45 g 의 혼합물을 1.5L four-neck 플라스크에서 질소 존재하에서 교반하며 160 ℃ 까지 가열하였다. 온도가 올라감에따라, 700g 플라스크의 연질 폴리우레탄 슬랩스탁 폼 및 동시에 하이드록실 수가 55.5 mg KOH/g인 폴리에터 알코올에 기초한 프로필렌 옥사이드 78 g 을 55분동안 가하였다. 상기 과정동안, 온도를 210℃까지 승온시켰다. 상기 첨가를 마친 후, 혼합물을 210℃에서 또다른 30분동안 교반하였다. 연속적으로 반응 산물을 회전식 감압농축기로 이동시키고, 다수의 디프로필렌글리콜 및 과잉 하부 보일러(low boilers)는 120℃/1 mm에서 증류되었다. 식힌 후, 올리고우레아 입자 크기가 110 내지 850 nm이고 하이드록실 수가 73.2 mg KOH/g 인 분산 폴리올 896g 이 획득되었다.
b) 본 발명 폴리우레탄 겔의 제조
먼저 25 ℃ 에서 30분간 선혼합된 분산된 올리고우레아입자 함유 폴리에터 알콜 78.0 g, 글리세롤 및 프로필렌 옥사이드에 기초하고 하이드록실 수가 402 mg KOH/g 인 몰질량 420 의 폴리에터 알코올 39.15g, N-메틸-디사이클로-헥실아민 0.3 g, 및 나노급 몬모릴로나이트 2.05 g 과, 0.165g의 트리스-1,3,5-(디에틸-아미노프로필)헥사하이드로-s-트리아진 존재 하에서 94.5 g 의 4,4'-디사이클로-헥실-메틸 디이소시아네이트 및 7.3 g의 2,4-톨루엔(tolylene) 디이소시아네이트로부터 형성된 부분적으로 삼량체화된 이소시아네이트의 혼합물이 본 발명 폴리우레탄 겔의 제조시 사용되었고, 2-요소 저압 기계로 혼합하고 몰드에서 캐스팅하였다. 상기 폴리우레탄 겔은 45의 Shore A 경도, 122 kV/mm의 파괴저항 및 매우 우수한 표면간 접착성을 획득하였다.
실시예
9
폴리우레탄 겔은 먼저 25 ℃ 에서 30분간 선혼합된 글리세롤 및 프로필렌 옥사이드에 기초하고 하이드록실 수가 55.5 mg KOH/g 인 몰질량 3000의 폴리에터 알코올95.85 g, 글리세롤 및 프로필렌 옥사이드에 기초하고 하이드록실 수가 402 mg KOH/g 인 몰질량 420 의 폴리에터 알코올 25.5 g, 테레프탈산, 2-에틸-1,3-헥산디올 및 글리세롤에 기초하고 하이드록실 수가 319 mg KOH/g 이며 하이드록실 기능기가 2.14인 방향성 폴리에스터 알코올 16.5 g, N-메틸-디사이클로헥실아민 0.55 g, 및 고점도 변압기 오일(25℃ 에서 980 mPas의 점도) 16.2 g 과 0.18 g의 트리스-1,3,5-(디에틸-아미노프로필)헥사하이드로-s-트리아진 존재 하에서 105 g 의 4,4'-디사이클로-헥실-메틸 디이소시아네이트 및 9 g의 2,4-톨루엔(tolylene) 디이소시아네이트로부터 형성된 부분적으로 삼량체화된 이소시아네이트의 혼합물을 2-요소 저압 기계로 혼합하고 몰드에서 캐스팅하여 제조되었다. 상기 폴리우레탄 겔은 63의 Shore A 경도, 내인열성(tear propagation resistance) > 30 N/mm, 116 kV/mm 의 파괴전압 및 8*1014 W/cm 의 비저항값을 획득하였다. 두 겔층의 결합강도는 매우 강하여, 한 물질이 파괴되는 경우에만 결합을 깰 수 있다. 아크 빛 안정성은 280 s이며, 유전상수값은 3.4 εr, 손실률은 < 0.0035 tan δ 이다.
실시예
10
폴리우레탄 겔은 먼저 25 ℃ 에서 30분간 선혼합된 글리세롤 및 프로필렌 옥사이드에 기초하고 하이드록실 수가 55.5 mg KOH/g 인 몰질량 3000의 폴리에터 알코올95.85 g, 글리세롤 및 프로필렌 옥사이드에 기초하고 하이드록실 수가 402 mg KOH/g 인 몰질량 420 의 폴리에터 알코올 25.5 g, 에폭시 수가 63 mg KOH/g 인 에폭시화된 콩 오일 15 g, 및 N-메틸-디사이클로헥실아민 0.55 g 과 0.14 g의 트리스-1,3,5-(디에틸-아미노프로필)헥사하이드로-s-트리아진 존재 하에서 75 g 의 4,4'-디사이클로-헥실-메틸 디이소시아네이트 및 7.2 g의 2,4-톨루엔(tolylene) 디이소시아네이트로부터 형성된 부분적으로 삼량체화된 이소시아네이트의 혼합물을 2-요소 저압 기계로 혼합하고 몰드에서 캐스팅하여 제조되었다. 상기 폴리우레탄 겔은 51 의 Shore A 경도를 획득하였다. 제조 후, 상기 본 발명 폴리우레탄 겔은 컴팩트 블록(compact block)으로 사용되나, 기계적인 스트레스 하에서 변형이 일어나고, 충분한 외부힘 하에서 액화된다. 상기 겔은 상전이 성질(thixotropic properties)이 있고, 액체 윤활제 빠른 고갈이 일어나는 고속 기계부의 윤활을 위한 용도로 사용된다.
Claims (24)
- 폴리우레탄 형성을 위한 하나 이상의 촉매(A5) 존재 하에서 이하를 포함하는 폴리우레탄 시스템의 전환으로 생산가능한 폴리우레탄 겔:
(A1) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 28 내지 90 mg KOH/g인 하나 이상의 폴리에터 알코올,
(A2) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 240 내지 850 mg KOH/g인 하나 이상의 폴리에터 알코올,
(B1) 하나 이상의 디이소시아네이트,
(B2) 바람직하게는 디이소시아네이트의 삼량체화로 제조되는 하나 이상의 트리이소시아네이트,
(A3) 주어진 기능을 만족하는 적어도 하나의 첨가물, 및
(A4) 입자 크기가 1 내지 650 nm인 적어도 하나의 첨가물.
- 제 1항에 있어서,
상기 폴리에터 알콜 (A1)은 프로필렌옥사이드에 의해서만 디- 내지 테트라 관능화된 출발물질로부터 전환되며, 하이드록실 수가 44 내지 90 mg KOH/g인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 겔.
- 제1항에 있어서,
상기 폴리에터 알콜 (A1)은 올리고우레아-포함 긴사슬 폴리에터 알코올이며, 상기 올리고우레아는 연질 폴리우레탄 슬랩스탁(slabstock) 폼과 적어도 하나의 글리콜 및 적어도 하나의 이차 지방족 아민 0.1 내지 25중량%와의 혼합물과의 가용매분해를 통한 해중합(depolymerization)으로 얻어지는 것이며, 입자 직경은 1 내지 1000 ㎍인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 겔.
- 제1항에 있어서,
상기 폴리에터 알콜 (A1)은 올리고우레아-포함 긴사슬 폴리에터 알코올이며, 상기 올리고우레아는 연질 폴리우레탄 슬랩스탁(slabstock) 폼과 적어도 두개의 글리콜 및 적어도 하나의 이차 지방족 아민 0.1 내지 15중량%와의 혼합물과의 가용매분해를 통한 해중합(depolymerization)으로 얻어지는 것이며, 입자 직경은 1 내지 1000 nm인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 겔.
- 제1항에 있어서,
상기 폴리에터 알코올 (A2)은 프로필렌옥사이드에 의해서만 디- 내지 테트라 관능화된 출발물질로부터 전환되며, 하이드록실 수가 350 내지 850 mg KOH/g인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 겔.
- 제1항에 있어서,
상기 폴리에터 알코올 (A2)은 프로필렌옥사이드에 의해서만 디- 내지 테트라 관능화된 출발물질로부터 전환되며, 미량의 지방족 디카복실산과의 반응으로부터 전환된 폴리에터 에스터를 포함하고 하이드록실 수가 340 내지 420 mg KOH/g인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 겔.
- 제1항에 있어서,
상기 트리이소시아네이트 (B2)는 부분적으로 지방족, 방향지방족, 및/또는 사이클로지방족 및 적어도 하나의 방향족, 디이소시아네이트의 삼량체화된 혼합물인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 겔.
- 제7항에 있어서,
상기 방향족 디이소시아네이트 (B2)는 혼합물에서 1 내지 15중량%로 존재하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 겔.
- 제1항에 있어서,
상기 촉매 (A5)는 비스(디메틸￢아미노￢에틸) 에터, 펜타메틸디에틸렌트리아민, 디모르폴리노디에틸 에터, 트리스(3 디메틸아미노)프로필￢아민, 펜타메틸￢프로필렌￢트리아민, N 메틸디사이클로헥실아민, N-메틸모르폴린, N,N’-디메틸￢피페라진 및/또는 1-디메틸￢아미노￢에틸-4-메틸피페라진인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 겔.
- 제1항 내지 제9항에 있어서,
상기 폴리우레탄 시스템은 이하를 포함하는 것을 특징으로 하는 것인 폴리우레탄 겔:
(A1.1) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 44 내지 90 mg KOH/g인 폴리에터 알코올 40 내지 60중량부,
(A2.1) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 320 내지 450 mg KOH/g인 폴리에터 알코올 15 내지 30중량부,
(B1.1) 하나 이상의 디이소시아네이트 25 내지 42 중량부,
(B2.1) 바람직하게는 디이소시아네이트의 삼량체화로 제조되는 하나 이상의 트리이소시아네이트 5 내지 15 중량부,
(A5.1) 폴리우레탄 형성을 위한 하나 이상의 촉매 0.001 내지 0.5 중량부, 및 추가적으로
(A3.1) 열전도율을 향상시키는 마이크로화 된 형태의 물질, 바람직하게는 입자 직경이 0.1 내지 500 ㎍ 인 실리콘 카바이드 또는 그래파이트0.1 내지 15 중량부, 및
(A4.1) 입자 크기가 50 내지 650 nm 인 나노급 박판 실리케이트 0.01 내지 5 중량부.
- 제1항 내지 제9항에 있어서,
상기 폴리우레탄 시스템은 이하를 포함하는 것을 특징으로 하는 것인 폴리우레탄 겔:
(A1.1) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 44 내지 90 mg KOH/g인 폴리에터 알코올 40 내지 60중량부,
(A2.1) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 320 내지 450 mg KOH/g인 폴리에터 알코올 15 내지 30중량부,
(B1.1) 하나 이상의 디이소시아네이트 25 내지 42 중량부,
(B2.1) 바람직하게는 디이소시아네이트의 삼량체화로 제조되는 하나 이상의 트리이소시아네이트 5 내지 15 중량부,
(A5.1) 폴리우레탄 형성을 위한 하나 이상의 촉매 0.001 내지 0.5 중량부, 및 추가적으로
(A3.2) 전기전도율을 향상시키는 마이크로화 된 형태의 물질, 바람직하게는 입자 직경이 0.1 내지 500 ㎍ 인 요오드-처리된 탄소, 그래파이트 또는 몰리브덴 설파이드 0.1 내지 15 중량부, 및
(A4.1) 입자 크기가 50 내지 650 nm 인 나노급 박판 실리케이트 0.01 내지 5 중량부.
- 제1항 내지 제9항에 있어서,
상기 폴리우레탄 시스템은 이하를 포함하는 것을 특징으로 하는 것인 폴리우레탄 겔:
(A1.1) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 44 내지 90 mg KOH/g인 폴리에터 알코올 40 내지 60중량부,
(A2.1) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 320 내지 450 mg KOH/g인 폴리에터 알코올 15 내지 30중량부,
(B1.1) 하나 이상의 디이소시아네이트 25 내지 42 중량부,
(B2.1) 바람직하게는 디이소시아네이트의 삼량체화로 제조되는 하나 이상의 트리이소시아네이트 5 내지 15 중량부,
(A5.1) 폴리우레탄 형성을 위한 하나 이상의 촉매 0.001 내지 0.5 중량부, 및 추가적으로
(A3.3) 높은 전기절연용량을 갖는 액체, 페이스트 또는 겔 타입, 상대적으로 고분자중량인 탄화수소, 바람직하게는 미네랄 오일 또는 바셀린 1 내지 15중량부, 및
(A4.1) 입자 크기가 50 내지 650 nm 인 나노급 박판 실리케이트 0.01 내지 5 중량부.
- 제1항 내지 제9항에 있어서,
상기 폴리우레탄 시스템은 이하를 포함하는 것을 특징으로 하는 것인 폴리우레탄 겔:
(A1.1) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 44 내지 90 mg KOH/g인 폴리에터 알코올 40 내지 60중량부,
(A2.1) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 320 내지 450 mg KOH/g인 폴리에터 알코올 15 내지 30중량부,
(B1.1) 하나 이상의 디이소시아네이트 25 내지 42 중량부,
(B2.1) 바람직하게는 디이소시아네이트의 삼량체화로 제조되는 하나 이상의 트리이소시아네이트 5 내지 15 중량부,
(A5.1) 폴리우레탄 형성을 위한 하나 이상의 촉매 0.001 내지 0.5 중량부, 및 추가적으로
(A3.4) 난연성을 향상시키는 마이크로화 된 형태의 물질, 바람직하게는 입자 직경이 0.1 내지 500 ㎍ 인 멜라민, 멜라민 시아누르산염, 멜라민-포름알데히드 수지, 우레아-포름알데히드 수지 및/또는 폴리시아누르산염 수지2.5 내지 15 중량부, 및
(A4.1) 입자 크기가 50 내지 650 nm 인 나노급 박판 실리케이트 0.01 내지 5 중량부.
- 제1항 내지 제9항에 있어서,
상기 폴리우레탄 시스템은 이하를 포함하는 것을 특징으로 하는 것인 폴리우레탄 겔:
(A1.1) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 44 내지 90 mg KOH/g인 폴리에터 알코올 40 내지 60중량부,
(A2.1) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 320 내지 450 mg KOH/g인 폴리에터 알코올 15 내지 30중량부,
(A6) 하이드록실 수가 180 내지 320 mg KOH/g이고 방향성 성분이 2 내지 23중량%인 지방족-방향족 폴리에스터 알콜 3 내지 18중량부,
(B1.1) 하나 이상의 디이소시아네이트 25 내지 42 중량부,
(B2.1) 바람직하게는 디이소시아네이트의 삼량체화로 제조되는 하나 이상의 트리이소시아네이트 5 내지 15 중량부,
(A5.1) 폴리우레탄 형성을 위한 하나 이상의 촉매 0.001 내지 0.5 중량부, 및 추가적으로
(A3.5) 변형된 네이티브(native) 오일0.1 내지 5 중량부, 및
(A4.1) 입자 크기가 50 내지 650 nm 인 나노급 박판 실리케이트 0.01 내지 5 중량부.
- 제1항 내지 제9항에 있어서,
상기 폴리우레탄 시스템은 이하를 포함하는 것을 특징으로 하는 것인 폴리우레탄 겔:
(A1.2) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 44 내지 90 mg KOH/g이며, 입자 크기 10 내지 1000 ㎍인 분산 올리고우레아가 2 내지 15중량% 함유된 폴리에터 알코올 40 내지 60 중량부,
(A2.2) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 320 내지 450 mg KOH/g인 폴리에터 알코올 10 내지 25중량부,
(B1.1) 하나 이상의 디이소시아네이트 25 내지 42 중량부,
(B2.1) 바람직하게는 디이소시아네이트의 삼량체화로 제조되는 하나 이상의 트리이소시아네이트 5 내지 15 중량부,
(A5.1) 폴리우레탄 형성을 위한 하나 이상의 촉매 0.001 내지 0.5 중량부, 및 추가적으로
(A3.5) 변형된 네이티브(native) 오일0.1 내지 5 중량부, 및
(A4.1) 입자 크기가 50 내지 650 nm 인 나노급 박판 실리케이트 0.01 내지 5 중량부.
- 제1항 내지 제9항에 있어서,
상기 폴리우레탄 시스템은 이하를 포함하는 것을 특징으로 하는 것인 폴리우레탄 겔:
(A1.2) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 44 내지 90 mg KOH/g이며, 입자 크기 10 내지 1000 nm인 분산 올리고우레아가 2 내지 15중량% 함유된 폴리에터 알코올 40 내지 60 중량부,
(A2.2) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 320 내지 450 mg KOH/g인 폴리에터 알코올 10 내지 25중량부,
(B1.1) 하나 이상의 디이소시아네이트 25 내지 42 중량부,
(B2.2) 바람직하게는 디이소시아네이트의 삼량체화로 제조되는 하나 이상의 트리이소시아네이트 2.5 내지 10 중량부,
(A5.1) 폴리우레탄 형성을 위한 하나 이상의 촉매 0.001 내지 0.5 중량부, 및 추가적으로
(A4.1) 입자 크기가 50 내지 650 nm 인 나노급 박판 실리케이트 0.01 내지 5 중량부.
- (A1) 하나 이상의, 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 28 내지 90 mg KOH/g 인 폴리에터 알코올,
(A2) 하나 이상의, 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 240 내지 850 mg KOH/g 인 폴리에터 알코올,
(A5) 폴리우레탄 형성을 위한 하나 이상의 촉매,
(A3) 주어진 기능을 만족시키는 적어도 하나의 첨가물, 및
(A4) 입자 크기가 1 내지 650 nm 인 적어도 하나의 첨가물을 서로 밀접하게 혼합시킨 후
1:0.5 내지 1:1.2의 몰비의
(B1) 하나 이상의 디이소시아네이트,
(B2) 바람직하게는 디이소시아네이트의 삼량체화로 제조되는 하나 이상의 트리이소시아네이트와 혼합하고 Shore A 경도가 35 내지 85인 폴리우레탄 겔로 전환하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 겔의 제조방법.
- 제17항에 있어서,
상기 폴리에터 알콜 (A1)은 올리고우레아-포함 긴사슬 폴리에터 알코올이며, 상기 올리고우레아는 연질 폴리우레탄 슬랩스탁(slabstock) 폼과 적어도 하나의 글리콜 및 적어도 하나의 이차 지방족 아민 0.1 내지 25중량%와의 혼합물과의 가용매분해를 통한 해중합(depolymerization)으로 얻어지는 것이며, 입자 직경은 1 내지 1000 ㎍인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 겔의 제조방법.
- 제 17 항 또는 제18항에 있어서,
(A1.1) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 44 내지 90 mg KOH/g인 하나 이상의 폴리에터 알코올 40 내지 60중량부,
(A2.1) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 320 내지 450 mg KOH/g인 폴리에터 알코올 15 내지 30중량부,
(A5.1) 폴리우레탄 형성을 위한 하나 이상의 촉매 0.001 내지 0.5 중량부,
(A3.1) 열전도율을 향상시키는 마이크로화 된 형태의 물질, 바람직하게는 입자 직경이 0.1 내지 500 ㎍ 인 실리콘 카바이드, 그래파이트 또는 몰리브덴 설파이드 0.1 내지 15 중량부, 및
(A4.1) 입자 크기가 50 내지 650 nm 인 나노급 박판 실리케이트 0.01 내지 5 중량부를 서로 밀접하게 혼합시킨 후
(B1.1) 하나 이상의 디이소시아네이트 25 내지 42 중량부,
(B2.1) 바람직하게는 디이소시아네이트의 삼량체화로 제조되는 하나 이상의 트리이소시아네이트 5 내지 15 중량부를 상기 혼합물에 가하고 최종 혼합물이 밀접하게 혼합되고, 모양 형성이 이루어지며 경화되는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 겔의 제조방법.
- 제 17 항 또는 제18항에 있어서,
(A1.1) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 44 내지 90 mg KOH/g인 하나 이상의 폴리에터 알코올 40 내지 60중량부,
(A2.1) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 320 내지 450 mg KOH/g인 폴리에터 알코올 15 내지 30중량부,
(A5.1) 폴리우레탄 형성을 위한 하나 이상의 촉매 0.001 내지 0.5 중량부,
(A3.2) 전기전도율을 향상시키는 마이크로화 된 형태의 물질, 바람직하게는 입자 직경이 0.1 내지 500 ㎍ 인 요오드-처리된 탄소, 그래파이트 또는 몰리브덴 설파이드 0.1 내지 15 중량부, 및
(A4.1) 입자 크기가 50 내지 650 nm 인 나노급 박판 실리케이트 0.01 내지 5 중량부를 서로 밀접하게 혼합시킨 후
(B1.1) 하나 이상의 디이소시아네이트 25 내지 42 중량부,
(B2.1) 바람직하게는 디이소시아네이트의 삼량체화로 제조되는 하나 이상의 트리이소시아네이트 5 내지 15 중량부를 상기 혼합물에 가하고 최종 혼합물이 밀접하게 혼합되고, 모양 형성이 이루어지며 경화되는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 겔의 제조방법.
- 제 17 항 또는 제18항에 있어서,
(A1.1) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 44 내지 90 mg KOH/g인 하나 이상의 폴리에터 알코올 40 내지 60중량부,
(A2.1) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 320 내지 450 mg KOH/g인 폴리에터 알코올 15 내지 30중량부,
(A5.1) 폴리우레탄 형성을 위한 하나 이상의 촉매 0.001 내지 0.5 중량부,
(A3.3) 난연성을 향상시키는 마이크로화 된 형태의 물질, 바람직하게는 입자 직경이 0.1 내지 500 ㎍ 인 멜라민, 멜라민 시아누르산염, 멜라민-포름알데히드 수지, 우레아-포름알데히드 수지 및/또는 폴리시아누르산염 수지2.5 내지 15 중량부, 및
(A4.1) 입자 크기가 50 내지 650 nm 인 나노급 박판 실리케이트 0.01 내지 5 중량부를 서로 밀접하게 혼합시킨 후
(B1.1) 하나 이상의 디이소시아네이트 25 내지 42 중량부,
(B2.1) 바람직하게는 디이소시아네이트의 삼량체화로 제조되는 하나 이상의 트리이소시아네이트 5 내지 15 중량부를 상기 혼합물에 가하고 최종 혼합물이 밀접하게 혼합되고, 모양 형성이 이루어지며 경화되는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 겔의 제조방법.
- 제 17 항 또는 제18항에 있어서,
(A1.1) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 44 내지 90 mg KOH/g인 하나 이상의 폴리에터 알코올 40 내지 60중량부,
(A2.1) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 320 내지 450 mg KOH/g인 폴리에터 알코올 15 내지 30중량부,
(A5.1) 폴리우레탄 형성을 위한 하나 이상의 촉매 0.001 내지 0.5 중량부,
(A6) 하이드록실 수가 180 내지 320 mg KOH/g이고 방향성 성분이 2 내지 23중량%인 지방족-방향족 폴리에스터 알콜 3 내지 18중량부, 및
(A4.1) 입자 크기가 50 내지 650 nm 인 나노급 박판 실리케이트 0.01 내지 5 중량부를 서로 밀접하게 혼합시킨 후
(B1.1) 하나 이상의 디이소시아네이트 25 내지 42 중량부,
(B2.1) 바람직하게는 디이소시아네이트의 삼량체화로 제조되는 하나 이상의 트리이소시아네이트 5 내지 15 중량부를 상기 혼합물에 가하고 최종 혼합물이 밀접하게 혼합되고, 모양 형성이 이루어지며 경화되는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 겔의 제조방법.
- 제 17 항 또는 제18항에 있어서,
(A1.1) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 44 내지 90 mg KOH/g인 하나 이상의 폴리에터 알코올 40 내지 60중량부,
(A2.1) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 320 내지 450 mg KOH/g인 폴리에터 알코올 15 내지 30중량부,
(A5.1) 폴리우레탄 형성을 위한 하나 이상의 촉매 0.001 내지 0.5 중량부,
(A3.5) 변형된 네이티브(native) 오일0.1 내지 5 중량부, 및
(A4.1) 입자 크기가 50 내지 650 nm 인 나노급 박판 실리케이트 0.01 내지 5 중량부를 서로 밀접하게 혼합시킨 후
(B1.1) 하나 이상의 디이소시아네이트 25 내지 42 중량부,
(B2.1) 바람직하게는 디이소시아네이트의 삼량체화로 제조되는 하나 이상의 트리이소시아네이트 5 내지 15 중량부를 상기 혼합물에 가하고 최종 혼합물이 밀접하게 혼합되고, 모양 형성이 이루어지며 경화되는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 겔의 제조방법.
- 제 17 항 또는 제18항에 있어서,
(A1.2) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 44 내지 90 mg KOH/g이며, 입자 크기 10 내지 1000 nm인 분산 올리고우레아가 2 내지 15중량% 함유된 폴리에터 알코올 40 내지 60 중량부,
(A2.2) 주로 하이드록시 기능기가 2 내지 4개인 출발분자에 프로필렌옥사이드를 가해 제조되고, 하이드록실 수가 320 내지 450 mg KOH/g인 폴리에터 알코올 10 내지 25중량부,
(A5.1) 폴리우레탄 형성을 위한 하나 이상의 촉매 0.001 내지 0.5 중량부, 및
(A4.1) 입자 크기가 50 내지 650 nm 인 나노급 박판 실리케이트 0.01 내지 5 중량부를 서로 밀접하게 혼합시킨 후
(B1.1) 하나 이상의 디이소시아네이트 25 내지 42 중량부,
(B2.1) 바람직하게는 디이소시아네이트의 삼량체화로 제조되는 하나 이상의 트리이소시아네이트 5 내지 15 중량부를 상기 혼합물에 가하고 최종 혼합물이 밀접하게 혼합되고, 모양 형성이 이루어지며 경화되는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 겔의 제조방법.
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