최근 현대 사회는 산업 분야의 발전과 더불어 환경 오염의 문제성이 심각하게 대두되면서 화학 산업에서 배출되는 휘발성 유기물(VOCs=Volatile Organic Compounds)의 유해성에 의거한 사용 규제를 여러 나라에서 강화해 가고 있는 실정이다. 한편, 도료업계에서도 VOCs를 줄이는 방안으로 여러 가지 환경 친화적 도료를 개발하고 있으며 그 대표적인 것으로써, 액상계도료로 무용제계(2액 경화, 방사선 경화), 수계(수용성,수분산,에멀젼) , 유기 용제계(하이솔리드, NMD : Non Aqueous ...
최근 현대 사회는 산업 분야의 발전과 더불어 환경 오염의 문제성이 심각하게 대두되면서 화학 산업에서 배출되는 휘발성 유기물(VOCs=Volatile Organic Compounds)의 유해성에 의거한 사용 규제를 여러 나라에서 강화해 가고 있는 실정이다. 한편, 도료업계에서도 VOCs를 줄이는 방안으로 여러 가지 환경 친화적 도료를 개발하고 있으며 그 대표적인 것으로써, 액상계도료로 무용제계(2액 경화, 방사선 경화), 수계(수용성,수분산,에멀젼) , 유기 용제계(하이솔리드, NMD : Non Aqueous Dispersion) 가 있으며 , 고형 도료에는 분체 도료 가 있다. 이러한 여러 가지 환경 대응형 도료 중에서 많은 주목을 받고 있고 개발 가능성이 큰 방사선 경화형 도료중 UV 경화형 도료는 이전부터 용매를 사용하지않고 낮은 온도에서 경화가 가능하며 높은 생산성을 가져다 줄수있는 빠른 경화속도를 가져와 목공용,금속용,플라스틱,종이용 , 광화이버 보호 코팅용 등으로 사용되어 지고 있다. 본 연구 에서는 목공용 자외선 경화형 도료의 거의 대부분을 차지하고 있는 Polyurethane acrylate, Epoxy acrylate, Unsaturated polyester 에 대해서 각각 제조를 하고 각 Prepolymer 의 조성은 일정하게 하고 여러종류의 Acrylate 계 반응성 희석 monomer의 화학적 구조와 조성이 , 목공용 자외선 경화형 도료의 물리적 성질 미치는 영향 과 경화 반응속도에 대해서 비교실험을 통하여 검토하고자 하였다. 각 도료에 대한 monomer 의 평균 경화속도 는 TMPTA ≥ 9-EGA > 2-HEA > 2-HPA > HDDA ≥TPGDA > SM 순으로 나타났다. TMPTA 의경우는 단관능 및 이관능의 희석제에 비해 비교적 높은 점도를 갖는 화합물이고 3 관능 monomer 이므로 다른 monomer 보다 쉽게 반응을 할수 있어 높은 경화속도 와 높은 가교밀도를 얻을수 있다고 생각된다 .경화거동 은 2-HEA > TMPTA, > 2-HPA, > 9-EGA, > TPGDA, > HDDA,> SM 순으로 나타났다. 여기서 주목해야 할점은 2 관능기인 9-EGA 의 경화속도 이다. 2관능 monomer 이지만 3관능기인 TMPTA 와 거의 유사한 경화속도를 가지는 이유는 9-EGA 가 경화시 가지는 Low volume Shrinkage 때문으로 생각된다. 각 수지에 대한 monomer 의 희석력은 SM > 2-HEA > 2-HPA > HDDA > TPGDA > 9-EGA > TMPTA 순으로 나타났으며 , 황변도 (△YI) 와 색착값(△E) 은 Polyurethane acrylate 의경우는 2-HPA > 2-HEA > TPGDA > HDDA > TMPTA > 9-EGA > SM 순으로 10회 , 20회 모두 1관능기인 2-HEA, 2-HPA 가 가장 내후성 에 안정한 것으로 나타났으나, Epoxy acrylate 및 Unsaturated polyester 의 경우 수지 자체 가 내후성에 약하기 때문에 모두 거의 비슷한 값을 나타냈다. 즉 희석 monomer 의 영향 보다는 수지 자체 물성에 의해 좌우 된다고 볼수 있다. 마지막으로 소광효과 는 2-HEA > 2-HPA > HDDA > TPGDA > 9-EGA > TMPTA 순으로 세가지 타입 모두 같은 순서로 나타났으며 , 그 이유는 2-HEA 가 다른 monomer보다 점도가 낮고 순간 증발점이 크고 , 비점이 낮기 때문에 소광제의 표면 부상이 쉽게 되기 때문이며 아울러 monomer의 분자량이 커짐에 따라, 관능기 수가 증가함에 따라, 비점이 높아 질수록 Metting 성이 저하되는 것을 알수 있었다.
최근 현대 사회는 산업 분야의 발전과 더불어 환경 오염의 문제성이 심각하게 대두되면서 화학 산업에서 배출되는 휘발성 유기물(VOCs=Volatile Organic Compounds)의 유해성에 의거한 사용 규제를 여러 나라에서 강화해 가고 있는 실정이다. 한편, 도료업계에서도 VOCs를 줄이는 방안으로 여러 가지 환경 친화적 도료를 개발하고 있으며 그 대표적인 것으로써, 액상계도료로 무용제계(2액 경화, 방사선 경화), 수계(수용성,수분산,에멀젼) , 유기 용제계(하이솔리드, NMD : Non Aqueous Dispersion) 가 있으며 , 고형 도료에는 분체 도료 가 있다. 이러한 여러 가지 환경 대응형 도료 중에서 많은 주목을 받고 있고 개발 가능성이 큰 방사선 경화형 도료중 UV 경화형 도료는 이전부터 용매를 사용하지않고 낮은 온도에서 경화가 가능하며 높은 생산성을 가져다 줄수있는 빠른 경화속도를 가져와 목공용,금속용,플라스틱,종이용 , 광화이버 보호 코팅용 등으로 사용되어 지고 있다. 본 연구 에서는 목공용 자외선 경화형 도료의 거의 대부분을 차지하고 있는 Polyurethane acrylate, Epoxy acrylate, Unsaturated polyester 에 대해서 각각 제조를 하고 각 Prepolymer 의 조성은 일정하게 하고 여러종류의 Acrylate 계 반응성 희석 monomer의 화학적 구조와 조성이 , 목공용 자외선 경화형 도료의 물리적 성질 미치는 영향 과 경화 반응속도에 대해서 비교실험을 통하여 검토하고자 하였다. 각 도료에 대한 monomer 의 평균 경화속도 는 TMPTA ≥ 9-EGA > 2-HEA > 2-HPA > HDDA ≥TPGDA > SM 순으로 나타났다. TMPTA 의경우는 단관능 및 이관능의 희석제에 비해 비교적 높은 점도를 갖는 화합물이고 3 관능 monomer 이므로 다른 monomer 보다 쉽게 반응을 할수 있어 높은 경화속도 와 높은 가교밀도를 얻을수 있다고 생각된다 .경화거동 은 2-HEA > TMPTA, > 2-HPA, > 9-EGA, > TPGDA, > HDDA,> SM 순으로 나타났다. 여기서 주목해야 할점은 2 관능기인 9-EGA 의 경화속도 이다. 2관능 monomer 이지만 3관능기인 TMPTA 와 거의 유사한 경화속도를 가지는 이유는 9-EGA 가 경화시 가지는 Low volume Shrinkage 때문으로 생각된다. 각 수지에 대한 monomer 의 희석력은 SM > 2-HEA > 2-HPA > HDDA > TPGDA > 9-EGA > TMPTA 순으로 나타났으며 , 황변도 (△YI) 와 색착값(△E) 은 Polyurethane acrylate 의경우는 2-HPA > 2-HEA > TPGDA > HDDA > TMPTA > 9-EGA > SM 순으로 10회 , 20회 모두 1관능기인 2-HEA, 2-HPA 가 가장 내후성 에 안정한 것으로 나타났으나, Epoxy acrylate 및 Unsaturated polyester 의 경우 수지 자체 가 내후성에 약하기 때문에 모두 거의 비슷한 값을 나타냈다. 즉 희석 monomer 의 영향 보다는 수지 자체 물성에 의해 좌우 된다고 볼수 있다. 마지막으로 소광효과 는 2-HEA > 2-HPA > HDDA > TPGDA > 9-EGA > TMPTA 순으로 세가지 타입 모두 같은 순서로 나타났으며 , 그 이유는 2-HEA 가 다른 monomer보다 점도가 낮고 순간 증발점이 크고 , 비점이 낮기 때문에 소광제의 표면 부상이 쉽게 되기 때문이며 아울러 monomer의 분자량이 커짐에 따라, 관능기 수가 증가함에 따라, 비점이 높아 질수록 Metting 성이 저하되는 것을 알수 있었다.
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