2액형 폴리우레탄(2K PU) 목재 도료는 수산화기를 함유한 수지(수산화기 아크릴, 알키드 또는 폴리에스터의 용액 또는 분산체)를 A 주제로, 폴리이소시아네이트 경화제를 B제로 하여 현장에서 계량 혼합 후 —NCO와 —OH의 부가반응으로 상온 가교 경화시키는 가구용 마감 도료입니다. 1액형 용제 날림형과 달리, 도막 성능은 주로 배합비, 혼합 후 사용 가능 시간, 경화 조건에 좌우되며 용제 증발만으로 결정되지 않습니다.
요약: 성능을 지배하는 변수는 NCO:OH 몰 비율(이소시아네이트 지수) 입니다. 용제형은 통상 1.05–1.15. 1.0 미만이면 가교 부족으로 연질·점착, 1.2 이상이면 유리 —NCO 잔류로 CO₂ 기공과 과민화 위험이 커집니다. 혼합 후 사용 시간은 수 시간. 백색·박색 상도료에는 방향족 TDI/MDI의 황변을 피하기 위해 지방족 경화제(HDI·IPDI)를 씁니다. 근거 규격: GB/T 23997-2009, GB 18581-2020, GB/T 23987-2009.
1. 경화 기구
혼합 후 수산화기 산소가 이소시아네이트기를 친핵 공격하여 우레탄 결합 —NH—CO—O—를 형성합니다. 25 ℃에서 속도 상수는 10⁻²–10⁻⁴ L/(mol·s) 수준의 중속 반응이라 수 시간의 작업 시간이 생깁니다. 반면 공기 중 수분은 —NCO와 경쟁 반응(H₂O + —NCO → —NH₂ + CO₂, 이후 요소)하여 유효 NCO를 소모하고 CO₂ 미세기포를 남길 수 있어, 배합·시공·경화 전 과정에서 수분 관리가 핵심입니다.
촉매 선택성
유기주석 촉매(DBTDL 등)는 —NCO/—OH 경로를 우선하여 기포가 적고, 3급 아민은 —NCO/물 반응을 촉진해 CO₂ 기공을 키우므로 고광택 상도에는 피합니다. 습도가 높을수록 건조·재도막 창이 짧아집니다.
2. 핵심 데이터
GB/T 23997-2009, GB 18581-2020, GB/T 23987-2009 근거.
- 건조 시간(GB/T 23997-2009): 지촉건조 ≤ 1 h, 완전건조 ≤ 24 h.
- 배합비: 용제형 NCO:OH 1.05–1.15, 수성 2K PU는 1.2–1.5.
- 사용 가능 시간: 용제형 수 시간, 수성은 실측 약 4–6 h, 한계 부근에서 유효 —NCO 약 30 % 소모.
- 부착성(격자법 GB/T 9286): 1 급 이하.
- 내마모: 750 g/500 회전에서 질량손실 ≤ 0.050 g(상도).
- 내황변(GB/T 23987-2009, UVA-340, 흑판온도 (60±3) ℃, 방사조도 0.68 W/m², 연속조사 168 h): ΔE ≤ 3.0(클리어) / ≤ 6.0(색조).
- VOC(GB 18581-2020): ≤ 500 g/L(상도), ≤ 550 g/L(하도).
- 유리 TDI: ≤ 0.4 %(클리어) / ≤ 0.7 %(색조).
- 용출 중금속: 납 ≤ 90, 카드뮴 ≤ 75, 크롬 ≤ 60, 수은 ≤ 60 mg/kg.
3. NCO:OH 몰 비율: 가교 밀도의 핵심 스위치
NCO를 소량 과잉 설계하는 이유
화학량론적으로는 1.0에서 완전히 반응하지만, 시공 환경의 미량 수분이 —NCO를 소모하므로 용제형은 통상 1.05–1.15로 두어 수분 소모를 보상하고 요소 구조의 추가 가교로 경도·내화학성을 높입니다. 비율은 폴리올의 수산화기값(mgKOH/g)과 경화제 —NCO 함량으로 당량 산출해야 하며, "경화제를 많이 넣으면 단단하다"가 아닙니다.
범위 초과 시 결과
- NCO:OH < 1.0(OH 과잉): 가교 부족으로 연질·점착, 내수·내용제 저하.
- NCO:OH > 1.2(NCO 대과잉): 유리 —NCO가 공기 수분과 장기간 반응 → CO₂ 기공(핀홀)과 취성 요소 영역, 과민화 및 규정 위반 위험.
수성은 물의 —NCO 소모가 커서 용제형과 같은 유효 가교를 유지하려면 겉보기 비율을 더 높여야 하며, 이 부분이 산출 실수가 잦습니다.
4. 사용 가능 시간과 현장 시공 창
사용 가능 시간은 혼합 후 점도가 시공 불가 수준까지 올라가는 시간입니다. 가구 라인에서는 소량·분할 배합으로 창 안에 유지합니다. 초과하면 흐름성이 나빠져 오렌지필과 크레이터가 생깁니다. 점도·광택만으로는 판단이 어려우며, 공개 연구에서는 헤이즈(안개도)와 경도계 경도가 —NCO 소모를 더 잘 반영합니다.
재도막 창과의 관계
재도막은 지촉건조 후·완전 가교 전에 하여 층간 부착을 확보합니다. 완전 가교 후 도장하면 사전 면취(연마)가 필요합니다. GB/T 23997-2009의 완전건조 ≤ 24 h은 투입 리듬의 상한 참고치입니다.
5. 경화제 선정: 지방족 vs 방향족
| 경화제 | 내후·황변 | —NCO(대표) | 반응성 | 가구 용도 |
|---|---|---|---|---|
| HDI 3량체(지방족) | 우수, 황변 적음 | 약 21–23 % | 중간 | 백색·박색 상도 |
| IPDI/수소화 MDI(지환족) | 우수 | 약 15–25 %(예비중합체) | 낮은 편(입체장애) | 내후+내화학 겸용 |
| TDI 부가물(방향족) | 낮음, 황변 | 약 12–14 % | 높음 | 짙은색 하도 |
| 중합 MDI(방향족) | 낮음, 황변 | 약 15–25 %(예비중합체) | 높음 | 고반응계, 상도로 피복 |
백색·박색 가구 상도에는 지방족(HDI) 또는 지환족 경화제를 우선하고, 방향족 TDI/MDI는 자외선에서 황변하므로 짙은색 면이나 상도로 가려지는 하도에 한정합니다.
6. 경도 발현과 양생 시간
연필·경도계 경도는 완전건조에서 즉시 정점이지 않고, 상온에서 그물이 계속 치밀해져 약 24 h에 사용 가능 경도, 약 7일에 안정에 접근합니다. 포장·적층·검사 공정은 후경화를 반영해야 합니다. 완만한 가열은 경화를 촉진하나 급격한 승온은 수분과 CO₂ 기공을 키우므로 습도 관리와 병행합니다.
7. 자주 묻는 질문
주제와 경화제를 정확히 계량해야 하나요?
네. 공급처의 질량비, 수산화기값, —NCO 함량으로 당량 산출합니다. 경화제 과잉은 유리 —NCO를 높여 기공과 과민화를 유발합니다.
백색 상도가 쓰다가 황변하는 이유는?
대개 방향족(TDI/MDI) 경화제의 광황변입니다. HDI/IPDI로 전환하고 GB/T 23997-2009 내황변(클리어 ΔE ≤ 3.0)으로 판정합니다.
혼합 후 얼마나 두었다가 도장하나요?
계와 온도에 따라 용제형 수 시간, 수성 약 4–6 h. 초과하면 폐기하며, 신나로 되돌릴 수 없습니다.
현장 습도 주의점은?
고습은 —NCO/물 반응을 촉진해 CO₂ 미세기포와 표면 점착을 유발합니다. 권장 온·습도 범위에서 시공하고 건조·재도막 리듬을 정합니다.
환경·유해물질 확인은?
GB 18581-2020에 따라 VOC ≤ 500/550 g/L, 유리 TDI ≤ 0.4/0.7 %, 중금속 납≤90·카드뮴≤75·크롬≤60·수은≤60 mg/kg. GB/T 23997-2009를 포괄하는 형식시험 성적서를 요구하세요.
참고 규격·문헌
- GB/T 23997-2009 「실내장식용 용제형 폴리우레탄 목재 도료」(2010-02-01 시행).
- GB 18581-2020 「목재 도료 중 유해물질 한도」.
- GB/T 23987-2009(인내후/내황변), GB/T 9286(격자법).
- 수성 2K PU 배합 및 사용 시간 측정 관련 공개 문헌(2012–2019).
최종 업데이트: 2026-10-16 ｜ Kexin 신소재(광둥)유한공사 Kexin New Materials (Guangdong) Co., Ltd. 기술연구소 작성. 한계값은 GB/T 23997-2009·GB 18581-2020 인용. 배합비·시공 조건은 사용 제품의 기술자료로 확인하십시오. 공급 조건 EXW / FOB, B2B 대상.