다양한 모델을 포함한 우레탄계 비불소 발수제의 합성

Abstract

In this study, Non-F-containing water repellent agents having urethane bonds were prepared from isocyanurate trimer as the central structure and sorbitan trioleate (STO-OH) or sorbitan tristearate (STS-OH) in the presence of Lewis acid catalyst. At present, water repellent agents are mainly divided into water repellent agents with or without fluorine. Due to various properties of fluorine atom, F-containing water repellent agents have advantages, such as non-adhesiveness, water, and oil repellency. However, F-containing water repellent agents have a disadvantage of environmental concern from PFC (perfluorinated compound). Herein, we wish to report eco-friendly urethane-based non-F-containing water repellent agents in order to replace F-containing water repellent agents. STO-OH and STS-OH used in this study are eco-friendly materials and each has three hydrophobic carbon chains. They were synthesized with a non-toxic and economical titanium catalyst. Furthermore, various monomer type water repellent agents were also synthesized to improve their durability. The urethane-based non-F-containing water repellent agents do not contain PFC, but are also excellent in repellency against contaminants in addition to water. It is reported that water repellency is superior to that of conventional wax, silicone, and polyacrylic non-F-containing water repellent agents.; 본 연구에서는 Lewis acid 촉매 하에서 Isocyanurate trimer를 중심구조로 하고 Sorbitan trioleate (STO-OH) 또는 Sorbitan tristearate (STS-OH)와 우레탄 결합을 가지는 비불소 발수제를 합성하였다. 현재 발수제에는 크게 불소를 포함하거나 포함하지 않는 발수제로 나누어진다. 불소를 포함하는 발수제는 불소 원자가 가지는 여러 가지 특성 때문에 비접착성, 발수·발유성 등 섬유용 발수제에 적합한 장점들을 가지고 있다. 그러나 불소 발수제는 PFC (perfluorinated compound)로 인해 환경 문제를 일으키고 있다. 이 연구를 통해 기존의 불소 함유 발수제를 대체할 수 있는 친환경적인 우레탄계 비불소 발수제를 합성하였다. 먼저 친환경적인 물질이자 각 3개의 소수성 기능기를 포함하고 있는 STO-OH, STS-OH를 사용하였고 스크리닝을 통해 독성이 없고 경제적인 Titanium 촉매를 찾아 합성하였다. 또한 응용하여 내구성을 향상시키기 위한 다양한 모노머형 발수제도 합성하였다. 합성된 우레탄계 비불소 발수제는 PFC를 포함하지 않음은 물론 물뿐만 아니라 오염 물질에 대한 반발성도 우수하다. 또한 기존의 왁스, 실리콘, 폴리아크릴계 비불소 발수제들 보다 우수한 발수성을 나타낸다고 보고되고 있다.