KR20080057276A - 폴리우레탄 엘라스토머 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 하나 이상의 디, 트리 또는 폴리이소시아네이트, 2-알킬-1,3-프로판디올, 2,2-디알킬-1,3-프로판디올, 알콕시화 2-알킬-1,3-프로판디올, 및/또는 알콕시화 2,2-디알킬-1,3-프로판디올 중 하나의 폴리카보네이트 디올 및/또는 2개 이상의 상기 1,3-프로판디올로부터의 단위를 포함하는 하나 이상의 폴리카보네이트 디올과, 2가, 3가 또는 다가 알코올을 반응시킴으로써 얻어지는 새로운 폴리우레탄 엘라스토머를 개시한다.
Description
본 발명은 최소 3종 이상의 염기성 화합물, 즉 디, 트리 또는 폴리이소시아네이트, 2-알킬-1,3-프로판디올, 2,2-디알킬-1,3-프로판디올, 알콕시화 2-알킬-1,3-프로판디올 및/또는 알콕시화 2,2-디알킬-1,3-프로판디올 중 하나의 폴리카보네이트 디올 및 디, 트리 또는 폴리알코올의 반응에 의해 얻어지는 폴리우레탄 엘라스토머에 관한 것이다.
폴리우레탄 엘라스토머의 성질은 그의 제조에 사용되는 처리 방법에도 의존하지만, 주로 그의 화학적 조성에 의해 결정된다. 상기 염기성 출발 물질을 변동시키면 주쇄에 의해 형성되는, 세그먼트화된(segmented) 경질 및 연질의 블록 구조를 주된 특징으로 하는 탄성 산물이 얻어진다. 경질 세그먼트는 디, 트리 또는 폴리이소시아네이트와 2가, 3가 또는 다가 화합물(polyhydric compound)의 반응에 의해 형성된다. 오늘날 폴리우레탄 엘라스토머에 사용되는 2가, 3가 또는 다가 화합물은 주로 폴리에스테르계 및 폴리에테르계이다. 폴리에테르계 화합물에 비해 폴리에스테르계 화합물이 갖는 이점은 구조적 강도, 오일, 용매 및 산소에 대한 내성이고, 폴리에테르계 화합물이 갖는 이점은 가수분해 내성(hydrolytic resistance) 및 저온 가요성(flexibility)이다. 경질 세그먼트의 융점 및 이 세그먼트의 양은 폴리우레탄 엘라스토머의 치수상 열 안정성을 결정한다. 경질 세그먼트의 사슬내 상호작용(interchain interaction)(대부분 수소 결합임)은 높은 인장 강도, 연신율, 인열 강도 및 얻어지는 정착값(set value)에 기여한다. 연질 세그먼트는 긴 사슬의 2가, 3가 또는 다가 알코올로부터 얻어지며, 이들 세그먼트의 이동도(mobility)는 가역적 탄성을 좌우한다. 저온 가요성, 용매 및 UV 내성은 주로 폴리우레탄 엘라스토머 내의 긴 가요성 연질 세그먼트에 의해 조절된다. 엘라스토머의 성질을 맞추기 위해서 다양한 형태의 2가, 3가 및 다가 알코올이 사용되었고, 또는 평가되었다. 상기 2가, 3가 및 다가 알코올은 통상적으로 600∼2,500 범위의 분자량을 가진다. 전형적으로 폴리우레탄 엘라스토머용으로 사용된 2가, 3가 또는 다가 알코올은 선형 구조 및 2개의 반응성 수산기를 가진다. 폴리우레탄 엘라스토머의 형태(2차 및 3차 구조)는 상기 세그먼트들의 길이 및 화학적 구조에 의존한다. 폴리우레탄 엘라스토머의 예외적 성질은 2상 또는 다중상(polyphase) 구조에 기인한다.
폴리에스테르 디올, 트리올 및 폴리올에 비해 향상된 UV 내성, 내화학성, 가수분해 내성, 산소 내성 및 내열성을 가지되 기계적 성질을 유지하는 폴리카보네이트 및 폴리카프로락톤 디올, 트리올 및 폴리올과 같은 특수 다가 화합물에 대한 뚜렷한 요구가 있다. 폴리카보네이트 디올, 전형적으로는 폴리에스테르 폴리카보네이트 디올은 폴리에스테르 디올에 의해 얻어지는 것에 비해 기계적 성질을 유지하면서 탁월한 UV 내성, 내화학성, 가수분해 내성 및 산소 내성을 가지는 것으로 밝혀졌다. 폴리에스테르 폴리카보네이트 디올은 폴리우레탄 엘라스토머에 존재하며, 폴리우레탄 엘라스토머는, 제조된 물품이 옥외 튜브와 파이프, 스포츠와 레저 응용 분야, 프린터 및 종이 기기용 롤러에서와 같은 미생물에 대한 가수분해 안정성 및 내성이 중요시되는 응용 분야에서 사용되는 영역에서 대부분 사용된다.
폴리카보네이트 디올 및 폴리카보네이트 디올을 사용하여 제조되는 폴리우레탄은 예를 들어 다음 문헌에 개시되어 있다:
- 2,000∼5,000의 분자량을 가진 지방족 또는 지환족 폴리이소시아네이트, 폴리에스테르, 폴리카보네이트 및/또는 폴리에스테르 카보네이트 디올과 90∼530의 분자량을 가진 하나 이상의 디올의 반응에 의해 제조되는 열성형성 폴리우레탄을 교시하는 US 5,656,713,
- 폴리(펜탄-1,5-카보네이트)디올, 폴리(헥산-1,6-카보네이트)디올, 이들의 코폴리머 또는 이들의 혼합물로부터 유도되는 연질 세그먼트를 가진 폴리우레탄-우레아 스판덱스를 교시하는 EP 0 321 288, 및
- 폴리(테트라메틸렌 에테르)글리콜 및 디알킬 카보네이트로부터 얻어지고, 폴리우레탄의 제조에 유용한 디올인, 폴리에테르 카보네이트 디올을 교시하는 US 4,463,141.
본 발명은 매우 예상 밖으로, 종래의 엘라스토머에 비해 향상된 성질을 가진 폴리우레탄 엘라스토머를 제공한다. 본 발명의 폴리우레탄 엘라스토머는, 하나 이상의 디, 트리 또는 폴리이소시아네이트, 2-알킬-1,3-프로판디올, 2,2-디알킬-1,3-프로판디올, 알콕시화 2-알킬-1,3-프로판디올, 및 알콕시화 2,2-디알킬-1,3-프로판디올 중 하나의 폴리카보네이트 디올 및/또는 2개 이상의 상기 1,3-프로판디올로부터의 단위를 포함하는 폴리카보네트 디올과, 2가, 3가 또는 다가 알코올을 반응시킴으로써 얻어진다. 여기서, 2가, 3가 또는 다가 알코올은 직쇄형 또는 분지형의 지방족, 지환족 또는 방향족 2가, 3가 및 다가 알코올, 및 하나 이상의 2가, 3가 또는 다가 알코올 및/또는 하나 이상의 알킬렌 옥사이드로부터의 단위를 포함하는 이량체, 삼량체 및 폴리머로 이해해야 한다. 상기 1,3-프로판디올에서의 알킬은 바람직하게는, 1∼8개의 탄소 원자를 가진 직쇄형 또는 분지형인 포화 지방족 알카닐이고, 알콕시화물은 마찬가지로 1∼20개의 알콕시 단위를 가진 에톡시화물, 프로폭시화물 및/또는 부톡시화물인 것이 바람직하다.
상기 폴리카보네이트 디올은 가장 바람직하게는, 2-메틸-1,3-프로판디올, 2-메틸-2-에틸-1,3-프로판디올, 2-에틸-2-부틸-1,3-프로판디올, 및 2,2-디메틸-1,3-프로판디올 중 하나 이상의 폴리카보네이트 디올 및/또는 2개 이상의 상기 1,3-프로판디올로부터의 단위를 포함하는 하나 이상의 폴리카보네이트 디올이다. 바람직한 실시예에서, 상기 폴리카보네이트 디올은, 500∼5,000의 분자량, 예를 들면 500∼2,500의 분자량을 가지고, 예를 들면 하나 이상의 상기 1,3-프로판디올 및 디메틸 카보네이트, 디에틸 카보네이트 및/또는 우레아와 같은 이산화탄소 공급원으로부터 적합하게 얻어질 수 있다.
바람직한 실시예에서, 디, 트리 또는 폴리이소시아네이트는 지방족, 지환족 및/또는 방향족 디, 트리 또는 폴리이소시아네이트이며, 예를 들면 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 2,4-톨루엔 디이소시아네이트, 2,6-톨루엔 디이소시아네이트, 테트라메틸크실릴렌 디이소시아네이트, 1,6-헥산 디이소시아네이트, 트리메틸헥산 디이소시아네이트, 1,12-도데칸 디이소시아네이트, 사이클로헥산 디이소시아네이트, 디페닐메탄 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트 및/또는 노난 트리이소시아네이트이다.
위에서 정의한 상기 2가, 3가 또는 다가 알코올은 바람직하게는, 하나 이상의 1,3-디올, 2-알킬-1,3-프로판디올, 2,2-디알킬-1,3-프로판디올, 2-알킬-2-하이드록시알킬-1,3-프로판디올 및/또는 2,2-디(하이드록시알킬)-1,3-프로판디올 및/또는 상기 2가, 3가 또는 다가 알코올의 이량체, 삼량체 또는 폴리머 중 하나 이상이고/이거나 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드, 1,3-부틸렌 옥사이드, 2,4-부틸렌 옥사이드, 사이클로헥센 옥사이드, 부타디엔 모노옥사이드 및/또는 페닐에틸렌 옥사이드와 같은 알킬렌 옥사이드 중 하나 이상과, 하나 이상의 1,3-디올, 2-알킬-1,3-프로판디올, 2,2-디알킬-1,3-프로판디올, 2-알킬-2-하이드록시알킬-1,3-프로판디올 및/또는 2,2-디(하이드록시알킬)-1,3-프로판디올 및/또는 상기 2가, 3가 또는 다가 알코올의 이량체, 삼량체 또는 폴리머 중 하나 이상의 반응 생성물이다. 바람직한 2가, 3가 및 다가 알코올의 예로서 적합하게 들 수 있는 것은, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,6-사이클로헥산디메탄올, 5,5-디하이드록시메틸-1,3-디옥산, 2-메틸-1,3-프로판디올, 2-메틸-2-에틸-1,3-프로판디올, 2-에틸-2-부틸-1,3-프로판디올, 네오펜틸 글리콜, 디메틸올프로판, 1,1-디메틸올사이클로헥산, 글리세롤, 트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판, 디글리세롤, 디트리메틸올에탄, 디트리메틸올프로판, 펜타에리스리톨, 디펜타에리스리톨, 안히드로엔네아헵티톨(anhydroenneaheptitol), 소르비톨, 만니톨 및 에톡시화 및/또는 프로폭시화된, 글리세롤, 트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판, 디글리세롤, 디트리메틸올에탄, 디트리메틸올프로판, 펜타에리스리톨, 디펜타에리스리톨, 안히드로엔네아헵티톨, 소르비톨 및/또는 만니톨이다.
추가적 노력을 기울이지 않고도, 당업자는 이상과 같은 설명을 이용하여, 본 발명을 충분히 활용할 수 있을 것으로 생각된다. 따라서, 이하의 바람직한 특정 실시예들은 단지 예시적인 것이며, 결코 본 개시 내용의 나머지 부분을 한정하지 않는 것으로 해석되어야 한다. 이하에서, 실시예 1은 본 발명의 범위에 포함되는 프리폴리머(prepolymer)의 제조에 관한 것으로, 이때의 프리폴리머는 본 발명의 엘라스토머의 예시적 제조를 위해 실시예 2∼4에서 사용된다. 실시예 5는 본 발명의 범위에 포함되지 않는 프리폴리머의 제조에 관한 것으로, 이때의 프리폴리머는 참고 엘라스토머의 제조를 위해 실시예 6 및 7에서 사용된다. 실시예 2∼4, 6 및 7에서 얻어진 엘라스토머는 실시예 8∼10에서 평가되어 있다. 실시예 11은 본 발명의 범위에 포함되는 프리폴리머의 제조에 관한 것이고, 실시예 12∼15는 본 발명의 범위에 포함되지 않는 참고 프리폴리머의 제조에 관한 것이다. 실시예 11∼15의 프리폴리머는 예시적 엘라스토머 및 참고 엘라스토머의 제조를 위해 실시예 16에서 사용되고, 이들 엘라스토머는 실시예 17, 18 및 19에서 평가되어 있다. 예시적 엘라스토머 및 참고 엘라스토머의 평가 결과는 표 1∼6에 제시되어 있다.
실시예
1
분자량이 1,000인 2-부틸-2-에틸-1,3-프로판디올 폴리카보네이트 디올(스웨덴, Perstorp Specialty Chemicals AB 제품, OxymerTM B112) 287.30g을, 온도계, 교반기, 진공 장치, 가열 장치 및 냉각 장치가 장착된 반응 용기에 넣고, 교반하면서 70℃까지 가열했다. 상기 폴리카보네이트 디올을 10분간 탈기시키고, 이소포론 디이소시아네이트 112.70g을 1시간 동안에 적하하여 상기 반응 용기에 첨가했다. 초기에, 촉매로서 디부틸틴 디라우레이트 몇 방울을 첨가했다. 상기 1시간 적하 후의 반응 온도는 120℃까지 상승했으며, 추가 2시간 동안 반응을 계속 진행시킨 다음, 얻어진 프리폴리머를 탈기시키고, 냉각하여 회수했다.
다음과 같은 특성을 가진 무색의 왁스형 물질이 얻어졌다:
유리 전이 온도(Tg), ℃ 0
분자량(Mn) 1603
이소시아네이트 함량, % 5.33
실시예
2
실시예 1에서 얻어진 프리폴리머 30g을 120℃까지 가열하고, 탈기하여 공기를 완전히 제거했다. 그런 다음, 이용 가능한 유리(free) 이소시아네이트기와 반응하도록, 화학양론적 양의 1,4-부탄디올을 상기 프리폴리머에 첨가했다. 이어서, 얻어진 폴리우레탄 엘라스토머를 122℃에서 24시간 동안 경화시켰다.
실시예
3
실시예 1에서 얻어진 프리폴리머 30g을 120℃까지 가열하고, 탈기하여 공기를 완전히 제거했다. 그런 다음, 이용 가능한 유리 이소시아네이트기와 반응하도록, 1,4-부탄디올과 트리메틸올프로판의 혼합물(중량비 1:1)을 화학양론적 양으로 상기 프리폴리머에 첨가했다. 이어서, 얻어진 폴리우레탄 엘라스토머를 122℃에서 24시간 동안 경화시켰다.
실시예
4
실시예 1에서 얻어진 프리폴리머 30g을 120℃까지 가열하고, 탈기하여 공기를 완전히 제거했다. 그런 다음, 이용 가능한 유리 이소시아네이트기와 반응하도록, 1분자당 평균 3개의 에틸렌 옥사이드 단위를 가진 폴리에톡시화 트리메틸올프로판(스웨덴, Perstorp Specialty Chemicals AB 제품, Polyol 3610TM)을 화학양론적 양으로 상기 프리폴리머에 첨가했다. 이어서, 얻어진 폴리우레탄 엘라스토머를 122℃에서 24시간 동안 경화시켰다.
실시예 5(참고)
상기 2-부틸-2-에틸-1,3-프로판디올 폴리카보네이트 디올 대신에, 분자량이 1,000인 에틸렌 글리콜 아디페이트를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 공정을 반복했다.
실시예 6(참고)
실시예 1의 프리폴리머 대신에, 실시예 5의 프리폴리머를 사용한 것 이외에는 실시예 2와 동일한 공정을 반복했다.
실시예 7(참고)
실시예 1의 프리폴리머 대신에, 실시예 5의 프리폴리머를 사용한 것 이외에는 실시예 3과 동일한 공정을 반복했다.
실시예
8
"스폿 테스트(spot test)" 또는 "시계 유리(watch glass)"법을 이용하여, 실시예 2∼4 및 5∼7(참고)에서 제조된 엘라스토머의 내약품성을 평가했다. 사용된 화학물질은 아세톤, 유압 펌프 오일, 황산 50% 수용액 및 수산화나트륨 50% 수용액이었다. 12시간, 24시간, 36시간, 48시간 및 60시간 경과 후, 팽윤, 탈색, 및/또는 균열 발생과 같은 손상을 육안으로 평가하고, 다음과 같이 스케일 0∼3으로 등급을 매겼다: 0 = 손상이 보이지 않음, 1 = 손상이 약간 보임, 2 = 손상이 뚜렷이 보임, 3 = 손상이 심함. 그 결과를 하기 표 1에 제시한다.
실시예
9
실시예 2∼4 및 5∼7(참고)에서 제조된 엘라스토머에 대해, 쇼어 경도계(shore durometer) 경도 시험을 행했다. 본 발명(실시예 2∼4)에 따른 엘라스토머는 모두, 대응하는 폴리에스테르계 엘라스토머(참고)보다 경도가 높았다. shore A 값을 하기 표 2에 제시한다.
실시예
10
실시예 2∼4 및 5∼7(참고)에서 제조된 엘라스토머의 열적 성질로서 유리 전이 온도(Tg)를, DCS를 사용하여 10℃/분의 가열 속도로 측정했다. 본 발명(실시예 2∼4)에 따른 엘라스토머는 모두, 대응하는 폴리에스테르계 엘라스토머(참고)보다 높은 Tg를 나타냈다. Tg 값을 하기 표 3에 제시한다.
실시예
11
1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트 181.99g을, 촉매로서 몇 방울의 디부틸틴 디라우레이트와 함께 온도계, 교반기, 진공 장치, 가열 장치, 냉각 장치 및 질소 퍼지가 장착된 반응 용기에 넣고, 60℃까지 가열했다. 그 후 온도를 70℃까지 올리고, 분자량이 1,000인 2-부틸-2-에틸-1,3-프로판디올 폴리카보네이트(스웨덴, Perstorp Specialty Chemicals AB 제품, OxymerTM B112) 542.01g을 적하 첨가하기 시작했다. 폴리카보네이트 디올이 전량 투입된 1시간 후의 반응 온도는 80℃까지 상승했으며, 추가로 2시간 동안 반응을 진행시켰다. 얻어진 프리폴리머를 최종적으로 탈기시키고, 회수하고 냉각했다.
다음과 같은 특성을 가진 무색의 왁스형 물질이 얻어졌다:
유리 전이 온도(Tg), ℃ -22
분자량(Mn) 2200
이소시아네이트 함량, % 5.0
실시예 12(참고)
상기 2-부틸-2-에틸-1,3-프로판디올 폴리카보네이트 디올 대신에 1,6-헥산디올 콜리카보네이트(독일, Bayer MaterialScience 제품, DesmophenTM XP 2586)를 사용한 것 이외에는 실시예 11과 동일한 공정을 반복했다.
실시예 13(참고)
상기 2-부틸-2-에틸-1,3-프로판디올 폴리카보네이트 디올 대신에 아디프산-에틸렌 글리콜 코폴리머(영국, Crompton Uniroyal Chemical 제품, FomrezTM 22-112)를 사용한 것 이외에는 실시예 11과 동일한 공정을 반복했다.
실시예 14(참고)
상기 2-부틸-2-에틸-1,3-프로판디올 폴리카보네이트 디올 대신에 폴리(테트라메틸렌 에테르)글리콜(미국, Invista 제품, TerathaneTM 1000)을 사용한 것 이외에는 실시예 11과 동일한 공정을 반복했다.
실시예 15(참고)
상기 2-부틸-2-에틸-1,3-프로판디올 폴리카보네이트 디올 대신에 직쇄형 폴리에스테르 카프로락톤(벨기에, Solvay 제품, CapaTM 2101A)을 사용한 것 이외에는 실시예 11과 동일한 공정을 반복했다.
실시예
16
실시예 11에서 얻어진 프리폴리머 180g을 90℃까지 가열하고, 공기를 완전히 제거하기 위해 탈기시켰다. 그런 다음, 이용 가능한 유리 이소시아네이트기와 반응하도록, 화학양론적 양의 1,4-부탄디올을 상기 프리폴리머에 첨가했다. 반응 혼합물을 몰드에 주입하기 전에 두 번째로 탈기시켰다. 이어서, 얻어진 폴리우레탄 엘라스토머를 120℃에서 24시간 동안 경화시켰다. 그 후 형성된 생성물을 몰드로부터 꺼내고, 23℃ 및 50%의 상대습도 하에서 1주일 동안 후경화시켰다.
참고예 12∼15에서 얻어진 프리폴리머로부터 동일한 방법으로 참고 물질을 제조했다.
얻어진 폴리우레탄 엘라스토머는 다음과 같은 측정치를 가졌다: 245×160×4mm.
실시예
17
실시예 16에서 얻어진 각각의 엘라스토머로부터 3개의 상이한 샘플을, 인장 시험을 위해 절단했다(절단 다이 형태 ISO 37-2). shore A 경도계로 상기 샘플들의 경도를 측정했으며, 그 결과를 하기 표 4에 제시한다.
실시예
18
실시예 16에서 얻어진 각각의 엘라스토머로부터 3개의 샘플을, 가수분해 내성 시험을 위해 절단했다(절단 다이 형태 37-2). 상기 시편들을 항온항습 챔버(climate chamber)에서 70℃ 및 95% 상대습도 하에서 14일간 숙성시켰다. 상기 시험 후 shore A 경도계로 상기 샘플들의 경도를 측정하고 표 4에 제시된 원래의 값과 비교했다.
상기 원래의 값의 퍼센트로 나타낸 그 결과를 하기 표 5에 제시한다.
실시예
19
실시예 16에서 얻어진 각각의 엘라스토머로부터 3개의 샘플을, 내후성 시험을 위해 절단했다(절단 다이 형태 37-2). 내후성은 다음 스킴에 따라 가속화 QUV 시험으로 시뮬레이션했다: QUV-A: 60℃에서 4시간 UV, 50℃에서 4시간 응축, 총 1,000시간 가동. 지속된 기계적 성질은 shore A 경도계 및 인장 시험기로 판정하고, 표 4에 제시된 원래의 값과 비교했다.
실시예 14(참고)에서 얻어진 엘라스토머로부터 절단된 샘플은 모두 QUV에 견디지 못했으며, 따라서 시험을 계속할 수 없었다. 실시예 15(참고)에서 얻어진 엘라스토머로부터 절단된 유일한 샘플 및 실시예 13(참고)에서 얻어진 엘라스토머로부터 절단된 단 2개의 샘플만이 내후성 시험 후에 시험될 수 있었다.
상기 원래의 값의 퍼센트로 나타낸 그 결과를 하기 표 6에 제시한다.
표 1
실시예
2에 따른 엘라스토머
노출(시간)
12 24 36 48 60
아세톤 1 3 3 3 3
유압 펌프 오일 0 0 0 0 0
황산 50% 0 0 0 1 1
수산화나트륨 50% 0 0 0 0 0
실시예
3에 따른 엘라스토머
노출(시간)
12 24 36 48 60
아세톤 2 3 3 3 3
유압 펌프 오일 0 0 0 0 0
황산 50% 0 0 0 1 1
수산화나트륨 50% 0 0 0 0 0
실시예
4에 따른 엘라스토머
노출(시간)
12 24 36 48 60
아세톤 0 2 3 3 3
유압 펌프 오일 0 0 0 0 0
황산 50% 0 0 0 0 0
수산화나트륨 50% 0 0 0 0 0
실시예
5(참고)에 따른
노출(시간)
엘라스토머
12 24 36 48 60
아세톤 1 3 3 3 3
유압 펌프 오일 0 0 0 0 0
황산 50% 1 2 3 3 3
수산화나트륨 50% 0 0 1 2 2
실시예
6(참고)에 따른
노출(시간)
엘라스토머
12 24 36 48 60
아세톤 1 3 3 3 3
유압 펌프 오일 0 0 0 0 0
황산 50% 1 2 3 3 3
수산화나트륨 50% 0 0 2 2 2
실시예
7(참고)에 따른
노출(시간)
엘라스토머
12 24 36 48 60
아세톤 1 3 3 3 3
유압 펌프 오일 0 0 0 0 0
황산 50% 1 2 3 3 3
수산화나트륨 50% 0 0 2 2 3
표 2
샘플
Shore
A
실시예 2에 따른 엘라스토머 56±9
실시예 3에 따른 엘라스토머 91±3
실시예 4에 따른 엘라스토머 91±5
실시예 5(참고)에 따른 엘라스토머 46±6
실시예 6(참고)에 따른 엘라스토머 61±1
실시예 7(참고)에 따른 엘라스토머 62±5
표 3
샘플
Tg
, ℃
실시예 2에 따른 엘라스토머 14
실시예 3에 따른 엘라스토머 16
실시예 4에 따른 엘라스토머 15
실시예 5(참고)에 따른 엘라스토머 -20
실시예 6(참고)에 따른 엘라스토머 -18
실시예 7(참고)에 따른 엘라스토머 -23
표 4
| 실시예에 따른 엘라스토머 | 경도shore A | 탄성률MPa | 10% 변형시응력, % | 최대 응력MPa | 연신율% |
| 11 | 52±4 | 1.5±0.1 | 0.1±0.0 | 3.3±0.8 | 600±60 |
| 12(참고) | 91±1 | 38±2 | 2.6±0.2 | 27±2 | 800±40 |
| 13(참고) | 93±1 | 43±1 | 2.3±0.0 | 27±7 | 1300±300 |
| 14(참고) | 92±1 | 46±1 | 2.7±0.1 | 14±2 | 800±150 |
| 15(참고) | 94±0 | 49±1 | 2.8±0.1 | 16±1 | 800±90 |
표 5
| 실시예에 따른 엘라스토머 | 경도% | 탄성률% | 최대 응력% | 연신율% | 중량% |
| 11 | -8.8 | 5.8 | -33 | 29 | -5.4 |
| 12(참고) | -5.9 | 5 | 29 | 33 | 0.8 |
| 13(참고) | -1.5 | -42 | -80 | -95 | 2.3 |
| 14(참고) | -1.3 | -25 | 12 | 20 | 1.2 |
| 15(참고) | -1.6 | -23 | -18 | 5 | 1.4 |
표 6
| 실시예에 따른 엘라스토머 | 경도% | 탄성률% | 최대 응력% | 연신율% | 중량% |
| 11 | -16.9 | 7.5 | -75.6 | -74.3 | -7.4 |
| 12(참고) | -5.6 | -37.0 | -78.0 | -70.0 | -0.5 |
| 13(참고) | -10.0 | -65.0 | -94.0 | -98.0 | -0.3 |
| 14(참고) | --- | --- | --- | --- | --- |
| 15(참고) | -12.0 | -69.0 | -98.0 | -98.0 | -0.1 |
Claims (11)
- 하나 이상의 디, 트리 또는 폴리이소시아네이트, 폴리카보네이트 디올 및 2가, 3가 또는 다가 알코올의 반응에 의해 얻어진 폴리우레탄 엘라스토머로서,상기 폴리카보네이트 디올은, 2-알킬-1,3-프로판디올, 2,2-디알킬-1,3-프로판디올, 알콕시화 2-알킬-1,3-프로판디올 및/또는 알콕시화 2,2-디알킬-1,3-프로판디올 중 하나 이상의 폴리카보네이트 디올이고, 및/또는 2개 이상의 상기 1,3-프로판디올로부터의 단위를 포함하는 하나 이상의 폴리카보네이트 디올이고,상기 알킬은 1∼8개의 탄소 원자를 가진 직쇄형 또는 분지형 지방족 알카닐이고, 상기 알콕시화물은 에톡시화물, 프로폭시화물 및/또는 부톡시화물인 것을 특징으로 하는폴리우레탄 엘라스토머.
- 제1항에 있어서,상기 폴리카보네이트 디올은, 2-메틸-1,3-프로판디올, 2-메틸-2-에틸-1,3-프로판디올, 2-에틸-2-부틸-1,3-프로판디올, 2,2-디메틸-1,3-프로판디올 중 하나 이상의 폴리카보네이트 디올이고, 및/또는 2개 이상의 상기 1,3-프로판디올로부터의 단위를 포함하는 하나 이상의 폴리카보네이트 디올인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 엘라스토머.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,상기 폴리카보네이트 디올은, 하나 이상의 상기 1,3-프로판디올 및 디메틸 카보네이트, 디에틸 카보네이트 및/또는 우레아와 같은 이산화탄소 공급원으로부터 얻어지는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 엘라스토머.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,상기 폴리카보네이트 디올은 500∼5,000, 예를 들면 500∼2,500의 분자량을 가지는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 엘라스토머.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,상기 디 또는 폴리이소시아네이트는, 지방족, 지환족 및/또는 방향족의 디, 트리 또를 폴리이소시아네이트인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 엘라스토머.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,상기 디 또는 폴리이소시아네이트는, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 2,4-톨루엔디이소시아네이트, 2,6-톨루엔디이소시아네이트, 테트라메틸크실릴렌 디이소시아네이트, 1,6-헥산디이소시아네이트, 트리메틸헥산디이소시아네이트, 1,12-도데칸디이소시아네이트, 사이클로헥산디이소시아네이트, 디페닐메탄디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트 및/또는 노난 트리이소시아네이트인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 엘라스토머.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,상기 2가, 3가 또는 다가 알코올은, 하나 이상의 1,3-디올, 2-알킬-1,3-프로판디올, 2,2-디알킬-1,3-프로판디올, 2-알킬-2-하이드록시알킬-1,3-프로판디올 및/또는 2,2-디(하이드록시알킬)-1,3-프로판디올 및/또는 상기 2가, 3가 또는 다가 알코올의 하나 이상의 이량체, 삼량체 또는 폴리머인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 엘라스토머.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,상기 2가, 3가 또는 다가 알코올은, 하나 이상의 알킬렌 옥사이드와, 하나 이상의 1,3-디올, 2-알킬-1,3-프로판디올, 2,2-디알킬-1,3-프로판디올, 2-알킬-2-하이드록시알킬-1,3-프로판디올 및/또는 2,2-디(하이드록시알킬)-1,3-프로판디올 및/또는 상기 2가, 3가 또는 다가 알코올의 하나 이상의 이량체, 삼량체 또는 폴리머의 반응 생성물인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 엘라스토머.
- 제8항에 있어서,상기 알킬렌 옥사이드는, 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드, 1,3-부틸렌 옥사이드, 2,4-부틸렌 옥사이드, 사이클로헥센 옥사이드, 부타디엔 모노옥사이드 및/또는 페닐에틸렌 옥사이드인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 엘라스토머.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,상기 2가, 3가 또는 다가 알코올은, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,6-사이클로헥산디메탄올, 5,5-디하이드록시메틸-1,3-디옥산, 2-메틸-1,3-프로판디올, 2-메틸-2-에틸-1,3-프로판디올, 2-에틸-2-부틸-1,3-프로판디올, 네오펜틸 글리콜, 디메틸올프로판, 1,1-디메틸올사이클로헥산, 글리세롤, 트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판, 디글리세롤, 디트리메틸올에탄, 디트리메틸올프로판, 펜타에리스리톨, 디펜타에리스리톨, 안히드로엔네아헵티톨(anhydroenneaheptitol), 소르비톨 및/또는 만니톨인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 엘라스토머.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,상기 2가, 3가 또는 다가 알코올은, 에톡시화 및/또는 프로폭시화된, 글리세롤, 트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판, 디글리세롤, 디트리메틸올에탄, 디트리메틸올프로판, 펜타에리스리톨, 디펜타에리스리톨, 안히드로엔네아헵티톨, 소르비톨 및/또는 만니톨인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 엘라스토머.
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