Synthesis and Characterization of Waterborne Polyurethane Using Nanoclay

나노 클레이를 사용한 수분산 폴리우레탄의 합성과 특성

Waterborne polyurethane (WPU) which is environment friendly has been rapidly used in coating and adhesive industries. However, the WPU is deficient in chemical resistance, thermal resistance, and mechanical property compared to solvent-based polyurethane. In this study, the WPU was synthesized from two types of polyester polyols, 4,4-dicyclohexylmethane diisocyanate ($H_{12}MDI$), dimethylolpropionic acid (DMPA), triethylamine (TEA) and ethylenediamine (EDA), organophilic nanoclay. The thermal stability, mechanical property of the WPU nanocomposite dispersion increased with increasing clay concentration. Especially, their peel strength showed their maximum value at 3 wt% of organophilic nanoclay contents.

친환경적인 수분산 폴리우레탄은 코팅, 접착제 등의 분야에서 급속하게 사용되어지고 있다. 하지만 수분산 폴리우레탄은 용제형 폴리우레탄에 비해 내화학성, 내열성, 기계적 물성 등이 떨어져 이를 개선하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 polyester polyol, 4,4-dicyclohexylmethane diisocyanate ($H_{12}MDI$), dimethylolpropionic acid (DMPA), ethylenediamine (EDA) 및 유기화된 나노클레이를 사용하여 폴리우레탄/클레이 나노복합체의 열적, 기계적 물성을 측정한 결과, 물성이 향상됨을 확인할 수 있었다. 또한, 나노클레이의 함량이 증가할수록 접착강도가 증가하였으며, 특히 3 wt% 함량일 때 최적의 접착력을 나타내었다.