폴리우레탄 코팅재는 자외선이나 열에 장시간 노출되면 시간이 지남에 따라 황변이 발생하여 외관 및 사용 수명에 영향을 미칩니다. 폴리우레탄의 사슬 연장에 UV-320과 2-하이드록시에틸티오포스페이트를 도입하여 황변 저항성이 우수한 비이온성 수성 폴리우레탄을 제조하여 가죽 코팅에 적용했습니다. 색차, 안정성, 주사전자현미경, X선 스펙트럼 및 기타 시험을 통해 황변 저항성이 우수한 비이온성 수성 폴리우레탄 50배로 처리한 가죽의 전체 색차 △E는 2.9, 변색 등급은 1등급으로 매우 미미한 색변화만 있는 것으로 나타났습니다. 가죽 인장강도 및 내마모성의 기본 성능 지표와 결합하여 제조된 황변 방지 폴리우레탄은 기계적 특성과 내마모성을 유지하면서 가죽의 황변 저항성을 향상시킬 수 있음을 보여줍니다.

사람들의 생활 수준이 향상됨에 따라 가죽 시트 쿠션에 대한 요구가 높아지고 있으며, 인체 건강에 무해할 뿐만 아니라 미적으로도 만족스러워야 합니다. 수성 폴리우레탄은 뛰어난 안전성과 무공해 성능, 고광택, 그리고 가죽과 유사한 아미노 메틸리딘포스포네이트 구조 덕분에 가죽 코팅제에 널리 사용됩니다. 그러나 수성 폴리우레탄은 자외선이나 열에 장기간 노출되면 황변 현상이 발생하여 재료의 수명에 영향을 미칩니다. 예를 들어, 많은 흰색 신발용 폴리우레탄 소재는 황변 현상이 나타나거나, 햇빛에 노출되면 황변 현상이 다소 나타납니다. 따라서 수성 폴리우레탄의 황변 저항성을 연구하는 것이 매우 중요합니다.

현재 폴리우레탄의 황변 저항성을 개선하는 방법은 세 가지가 있다. 경질 및 연질 세그먼트의 비율을 조절하고 근본 원인에서 원료를 변경하는 방법, 유기 첨가제 및 나노물질을 첨가하는 방법, 그리고 구조 변경이다.

(가)경질 및 연질 세그먼트의 비율을 조절하고 원료를 변경하는 것만으로는 폴리우레탄 자체가 황변하기 쉬운 문제는 해결할 수 있으나, 폴리우레탄에 대한 외부 환경의 영향을 해결할 수 없어 시장 요구 사항을 충족시킬 수 없다.TG, DSC, 내마모성 및 인장 시험을 통해 제조된 내후성 폴리우레탄과 순수 폴리우레탄으로 처리한 가죽의 물리적 특성이 일치하는 것으로 확인되어 내후성 폴리우레탄이 가죽의 기본 특성을 유지하면서도 내후성을 크게 향상시킬 수 있음을 알 수 있었다.

(b) 유기첨가제 및 나노물질을 첨가하는 경우에도 첨가량이 많고 폴리우레탄과의 물리적 혼합성이 좋지 않아 폴리우레탄의 기계적 물성이 저하되는 문제점이 있다.

(c) 이황화 결합은 강한 동적 가역성을 가지고 있어 활성화 에너지가 매우 낮으며, 여러 번 끊어지고 재생성될 수 있습니다. 이황화 결합의 동적 가역성으로 인해, 이 결합은 자외선 조사 시 끊임없이 끊어지고 재생성되며, 자외선 에너지는 열에너지로 전환됩니다. 폴리우레탄의 황변은 자외선 조사에 의해 발생하며, 이는 폴리우레탄 재료의 화학 결합을 자극하여 결합 절단 및 재편성 반응을 일으켜 구조 변화 및 폴리우레탄의 황변을 유발합니다. 따라서 수성 폴리우레탄 사슬 부분에 이황화 결합을 도입하여 폴리우레탄의 자가 회복 및 황변 방지 성능을 시험했습니다. GB/T 1766-2008 시험에 따르면 △E는 4.68, 변색 등급은 2등급이었으나, 특정 색상을 띠는 테트라페닐렌 디설파이드를 사용했기 때문에 황변 방지 폴리우레탄에는 적합하지 않았습니다.

자외선 흡수제와 이황화물은 흡수된 자외선을 열에너지로 변환하여 폴리우레탄 구조에 대한 자외선 복사의 영향을 줄일 수 있습니다. 폴리우레탄 합성 팽창 단계에 동적 가역 물질인 2-하이드록시에틸 이황화물을 도입하여 폴리우레탄 구조에 도입합니다. 이 2-하이드록시에틸 이황화물은 이소시아네이트와 반응하기 쉬운 히드록시기를 포함하는 이황화물 화합물입니다. 또한, UV-320 자외선 흡수제를 도입하여 폴리우레탄의 황변 방지 성능 향상에 기여합니다. 히드록시기를 포함하는 UV-320은 이소시아네이트기와 쉽게 반응하는 특성으로 인해 폴리우레탄 사슬 부분에 도입하여 가죽의 중간 코팅에 사용하여 폴리우레탄의 황변 방지 성능을 향상시킬 수 있습니다.

색상차 시험을 통해, 내황성 폴리우레탄의 내황성이 우수한 것으로 확인되었다. TG, DSC, 내마모성 및 인장 시험을 통해, 제조된 내후성 폴리우레탄과 순수 폴리우레탄으로 처리한 가죽의 물리적 특성이 일치하는 것으로 확인되었다. 이는 내후성 폴리우레탄이 가죽의 기본 특성을 유지하면서도 내후성을 크게 향상시킬 수 있음을 나타낸다.