폴리우레탄 Coating은 폴리이소시아네이트와 활성수소(-OH, -COOH등)를 포함한 폴리올 과의 반응에 의해 형성된 고분자(Polymer) 또는 거대 분자(Macromolecules)로서, 폴리올 과 폴리이소시아네이트의 선택에 의해 다양한 산업용 응용 분야에 적용되고 있다. 폴리에스테르 폴리올은 일반적으로 우수한 내용제성, 내염수성과 금속과의 우수한 부착성, 그리고 뛰어난 외관을 가진 하이솔리드 폴리우레탄 코팅을 만들 수 있다.
본 연구에서는 일반적인 산업용 상도 도료와 자동차 보수용 상도 도료로 이용하기 위해 내후성이 우수한 지방족계산(아디픽산)과 Hard segment 인 2가알코올 및 3가 알코올 그리고 Soft segment 인 장쇄 디올(polytetramethyleneglycol)을 이용하여 폴리에스테르 폴리올을 합성하고, 가교제로 연질 타입의 N-3300(Isocyanurate of HDI) 과 경질타입의 XIDT70B(Isocyanurate of IPDI) 를 당량비 1/1 로 혼합 사용하여 경화 시킨 후 물성을 측정하고, 실험치가 형상기억(자기회복성) 폴리우레탄 코팅에 미치는 영향에 대해 검토하고자 하였다.
폴리에스테르 폴리올 분자 구조 내에 2가 알코올과 3가 알코올의 Hard segment 와 장쇄 디올(polytetramethyleneglycol)의 Soft segment 을 적절하게 도입 분자설계 함으로서 저분자량의 High Solid Polyester Polyol 수지를 얻을 수 있었고, 합성된 폴리에스테르 폴리올과 연질 타입의 가교제인 N-3300(Isocyanurate of HDI) 과 경질타입의 가교제인 XIDT70B(Isocyanurate of IPDI) 를 당량비 1/1 로 혼합 사용하여 경화 시키면 일반적인 공업용 상도 도료 및 자동차 보수용 상도 도료에 적합한 경화속도 및 물성을 얻을 수 있었다.
폴리올 골격 내에 Soft segment 성분이 없는 PU-1-12 와 가교제를 혼합하지 않고 단독으로 사용한 PU-3-1, PU-3-2 는 형상기억(자기회복성) 능력이 없어서 스크렛치를 낸 후 회복되지 않았는데, 이것은 Soft segment 성분이 없는 폴리우레탄 필름내의 분자구조에 기인한 것으로 생각된다. 나머지 샘플들은 20분이내에 스크렛치가 회복되는 비교적 양호한 결과을 얻었고, 특히 3가알코올(TMP)의 당량비가 전체 알코올 성분 중 0.3이고, Soft segment인 장쇄 디올(polytetramethyleneglycol )의 함량이 30%(중량 wt%)이고, 당량비가 1/1인 혼합가교제 를 사용하여 제조한 PU-3-12 가 5분이내에 스크렛치가 복원됨으로서, 본 연구에서 목적으로 하는 형상기억(자기회복성)기능성을 가진 폴리우레탄 코팅임을 알 수 있었다.
Tensile strength tester(VFD-M)기 의 비교 측정 결과 Hard segment 와 Soft segment 의 최적의 비에 의해 High toughness(High tensile strength 와 High elongation)필름을 얻을 수 있는 배합이 필름의 복원성에 도움을 준다는 것을 실험을 통해 알 수 있었고 열적, 기계적 Tester기(DMA) 측정결과 최적의 점탄성비(Hard segment / Soft segment비)인 tan δ 값이 필름의 복원력에 영향을 주는 것을 알 수 있었고, 유사한 tan δ 값에서는 Storage modulus 값이 클수록 복원력이 빠르다는 결과를 얻었는데, 이것은 필름의 High toughness에 기인한다고 생각된다.