화학공학소재연구정보센터
홈 로그인 로그아웃 연락처 사이트맵
Journal of the Korean Industrial and Engineering Chemistry, Vol.14, No.3, 325-330, May, 2003
Export Citation
TDI계 수분산성 폴리우레탄 접착제의 특성에 Diisocyanate의 구조가 미치는 영향
The Effect of Structure in the Diisocyanate on the Properties of TDI-based Aqueous Polyurethane Adhesive
강승구, 송봉근1, 이재흥1, 박찬조1, 류해일2, †
  • 공주대학교 화학과, 공주 314-701
  • 1한국화학연구원, 대전 305-600
  • 2공주대학교 화학교육과, 공주 314-701
Seung-Gu Kang, Bonb-Geun Song1, Jae-Heung Lee1, Chan-Jo Park1, and Hiil Ryu2, †
  • Department of Chmistry, Kongjun National University, Kongju-City 314-701, Korea
  • 1Korea Research Institute of Chemical Technology, Daejeon 305-600, Korea
  • 2Department of Chemistry Education, Kongju National University, Kongju-City 314-701, Korea
E-mail:
초록
수년 전부터 많은 연구자들에 의해 폴리우레탄의 수용화, 수분산화의 연구가 수행되어 왔다. 그럼에도 불구하고 폴리우레탄의 특성에 디이소시아네이트가 구조에 미치는 영향에 대한 연구는 많이 진행되지 않았고 또한 미흡한 상태이다. 따라서 본 연구에서는 디이소시아네이트의 형태와 함량 변화에 따른 폴리우레탄의 특성을 연구하였다. 폴리우레탄 수분산체(PUD)는 poly(tetramethylene ether) glycol (PTMG), isophorone diisocyanate (IPDI), toluene 2,4-diisocyanate (TDI), dimethylol propionic acid (DMPA), triethylamine (TEA) 등을 사용하여 제조하였다. 제조한 폴리우레탄 수분산체(PUD)의 구조를 FT-IR을 이용하여 확인하였다. 폴리우레탄 수분산체의 특성은 DSC, gel permeation chromatography (GPC), particle analyzer, universal testing machine (UTM) 등을 사용하여 측정하였다. 폴리우레탄 수분산체 (PUD)에서 입자크기는 IPDI 함량이 증가할수록 작아지는 경향을 나타내었으며, 유리전이온도(Tg)는 IPDI 함량이 증가할수록 조금씩 낮아지는 경향을 나타내었다. 또한, 폴리우레탄 수분산체 (PUD)의 접착세기 변화에서는 [NCO]/[OH] 몰비를 1.2로 유지되도록 하면서 합성에 관여하는 [NCO]양에 해당하는 [TDI]/[IPDI] 몰비를 변화시켜 얻은 폴리우레탄 수분산체의 접착세기는 [TDI]/[IPDI] 몰비가 50/50일 때 좋은 접착세기를 나타내었다. 또한 [NCO]/[OH] 몰비를 1.6으로 일정하게 유지되도록 하고 [TDI]/[IPDI] 몰비를 변화시켜 얻은 폴리우레탄 수분산체의 접착세기는 [TDI]/[IPDI] 몰비가 75/25일 때 좋은 접착세기를 나타내었다.
Aqueous polyurethane dispersions (PUD) has been investigated by many researchers for a long time. However, relatively little systematic work has been reported, in detail, on the effect of structure of the diisocyanate on the properties of polyurethane. This work describes the properties of polyurethane in relation to the variation of diisocyanate type and contents. Aqueous polyurethane dispersions (PUD) were prepared from the poly(tetramethylene ether) glycol (PTMG), toluene 2,4-diisocyanate (TDI), isophorone diisocyanate (IPDI), dimethyol propionic acid (DMPA), and triethylamine (TEA). Differential scanning calorimetry (DSC), FT-IR, GPC, universal testing machine (UTM), and particle analyzer were utilized to characterize the physical and mechanical properties of PUD according to diisocyanate type and contents. As the content of IPDI in PUD increased, the particle size decreased. The glass transition temperatures (Tg) of PUD were shifted to a lower temperature as IPDI content increased. When [NCO]/[OH] mole ratio was 1.2, the adhesion force of PUD shown the best result at [TDI]/[IPDI] mole ratio of 50/50. And, at [NCO]/[OH] mole ratio of 1.6, the adhesion force of PUD was the best when [TDI]/[IPDI] mole ratio was 75/25.
Keywords:TDI;IPDI;polyurethane;polyurethane dispersions;DMPA
  1. Hepburn C, Polyurethane Elastomers, 2nd ed., Elsevier Science Publishing Co., New York (1992)
  2. Oertel G, Polyurethane Handbook, Carl Hanser Verlag, Munich Vienna New York (1985)
  3. Woods G, The ICI Polyurethane Book, ICI Polyurethanes (1987)
  4. U.S. Patent, 4,663,377 (1987)
  5. U.S. Patent, 4,742,095 (1988)
  6. Kweon HJ, Cho HK, Noh ST, Appl. Chem., 6(1), 52 (2002)
  7. 최근배, 양이온성 수분산 폴리우레탄수지의 합성 및 응용, 제 6회 도료·도장기술 심포지움집, 한국공업화학회, 85 (1999)
  8. 김광수, 수용성 폴리우레탄 접착제의 제조와 응용, 제 6회 도료·도장기술 심포지움집, 한국공업화학회, 149 (1999)
  9. Lee SI, Lee YS, Nahm KS, Hahn YB, Ko SB, Bull. Korean Chem. Soc., 21, 1145 (2000)
  10. Ahn JH, Kim SC, Polym.(Korea), 7(3), 176 (1983)
  11. Lee YM, Kim BK, Shin YJ, Polym.(Korea), 15(6), 664 (1991)
  12. Son SH, Kim IH, Lee HJ, Kim JH, Polym.(Korea), 21(3), 375 (1997)
  13. Lee YM, Kim BK, Shin YJ, Cho HH, Polym.(Korea), 16(5), 547 (1992)
  14. McLennaghan AW, Petherick RA, Eur. Polym. J., 24, 1063 (1988) 
  15. Satas D, Handbook of Pressure-Sensitive Adhesive Technology, 2nd Ed., Van Norstrand Co., New York (1989)