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환경 친화형 하이솔리드 아크릴수지의 합성과 아크릴 우레탄 도료의 경화 특성
Synthesis of Eco-Friendly High Solid Acrylic Resins and Curing Properties of Acrylic Urethane Resin Coatings 원문보기

Korean chemical engineering research = 화학공학, v.55 no.5, 2017년, pp.586 - 592  

김진욱 (광운대학교 화학공학과) ,  이동찬 (광운대학교 화학공학과) ,  최중소 (광운대학교 화학공학과)

초록
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본 연구에서는 n-butyl acrylate (BA), methyl methacrylate (MMA), 2-hydroxypropyl methacrylate (HPMA) 및 acetoacetoxyethyl methacrylate(AAEM) 단량체를 부가 중합시켜 고형분이 75%인 아크릴수지를 합성하였다. 이때, 아크릴수지의 유리전이온도($T_g$)를 20, 30, $40^{\circ}C$로, 수산기가(OH value)를 60, 90, 120으로 변화시켰다. 그 결과, 아크릴수지의 점성도$T_g$와 수산기가가 증가할수록 증가하였다. 합성된 아크릴수지는 높은 가교밀도를 갖도록 설계되어 고탄력성과 고내구성을 유지하였다. 가교된 아크릴수지는 블록이소시아네이트(Desmodur BL-3175)와 경화 반응시켜 아크릴 우레탄 투명 도료를 제조하는데 사용되었다. 도료에 대하여 점성도, 접착성, 연필경도 및 $60^{\circ}$ 경면광택도 등의 측정을 통해 물리적 특성을 분석하였고, 아크릴 우레탄 투명 도료는 코일코팅용 상도 도료로서 적용되기 위하여 시편으로 제조되어 다양한 특성이 평가되었다. 제조된 도료는 접착력이 뛰어났고, $60^{\circ}$ 경면광택도와 연필경도에서 우수한 특성을 나타내었으며, 환경 친화적이었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, acrylic resins with solids content of 75% were prepared by addition polymerization of n-butyl acrylate (BA), methyl methacrylate (MMA), 2-hydroxypropyl methacrylate (HPMA) and acetoacetoxyethyl methacrylate (AAEM) monomers. At this time, the glass transition temperature ($T_g$

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 가 높아 도막의 경도, 내열성, 내약품성, 내후성 등은 좋으나 경도가 높아 가소성이 나쁘게 되는 서로 상반되는 성질이 있다. 따라서 본 연구에서는 기능성 도료를 개발하기 위하여 아크릴레이트와 메타크릴레이트를 최적으로 블렌드하여 최고의 물성을 나타내도록 아크릴수지의 합성을 설계하였다.
  • 본 연구에서 합성한 수산기 함유 하이솔리드 아크릴수지를 주성분으로 하는 아크릴 우레탄 도료를 제조하여 도료의 물성에 대하여 고찰하였다. 이를 위하여 본 연구에서 합성한 각각의 9종류 하이솔리드 아크릴수지에 도료용매, 경화촉매, 소포제 등을 최적으로 배합하고, 경화제는 블록이소시아네이트를 사용한배합표를 Table 3에 나타내었다.
  • 본 연구에서는 n-butyl acrylate (BA), methyl methacrylate (MMA), 2-hydroxypropyl methacrylate (HPMA) 및 acetoacetoxyethyl methacrylate(AAEM) 단량체를 부가 중합시켜 4원 공중합체인 아크릴수지를 합성하고자한다. 합성한 acetoacetoxyethyl기 도입 아크릴수지에 대하여 Tg와 수산기가(OH value)가 변화됨에 따라 점성도와 분자량 변화를 고찰하고자한다.
  • 본 연구에서는 n-butyl acrylate (BA), methyl methacrylate (MMA), 2-hydroxypropyl methacrylate (HPMA) 및 acetoacetoxyethyl methacrylate(AAEM) 단량체를 부가 중합시켜 4원 공중합체인 아크릴수지를 합성하고자한다. 합성한 acetoacetoxyethyl기 도입 아크릴수지에 대하여 Tg와 수산기가(OH value)가 변화됨에 따라 점성도와 분자량 변화를 고찰하고자한다. 합성한 아크릴수지는 블록이소시아네이트와 경화반응되어 코일 코팅용 도료로서의 응용 가능성을 타진하기 위하여 각종 물성시험을 행하여 각각에 대하여 고찰하고자한다.
  • 합성한 acetoacetoxyethyl기 도입 아크릴수지에 대하여 Tg와 수산기가(OH value)가 변화됨에 따라 점성도와 분자량 변화를 고찰하고자한다. 합성한 아크릴수지는 블록이소시아네이트와 경화반응되어 코일 코팅용 도료로서의 응용 가능성을 타진하기 위하여 각종 물성시험을 행하여 각각에 대하여 고찰하고자한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
도료의 물성을 좌우하는 최대의 인자는 무엇인가? 도료의 물성을 좌우하는 최대의 인자는 수지의 분자구조를 구성하는 골격 단량체의 조성, 관능기의 종류와 양이며, 중합조건에 따라 분자량 분포, 분자의 배열, 분기상태 등의 조정이 가능하다. 도료용으로 사용되는 수지는 거의 공중합체이므로, 도료용 아크릴수지의 성질은 그 수지를 구성하는 단량체의 구성비에 의해 결정된다.
아크릴수지 도료는 무엇의 특징을 나타내는가? 아크릴수지 도료는 속건성, 내오염성, 내식성, 내후성등의 특징을 나타낸다[14]. 이러한 제반 장점때문에 아크릴계 하이솔리드도료의 개발에 관한 연구가 많이 시도되어 연구성과도 다수 발표되었다[15-18].
하이솔리드를 유지하기 위한 점성도 조절에 따른 수지 분자량의 저하로 내후성 등의 도막물성 저하와 흐름성 등의 도막 외관성능의 저하를 극복해야하는 여러 가지 기술적인 문제를 해결하기 위해 어떠한 시행을 하고 있는가? 이러한 문제를 해소하기 위하여 아세토아세틸기가 관능성기로서 도입되고 있으며, 아세토아세틸기는 멜라민, 이소시아네이트, 아민 및 킬레이트 결합 등과 다양한 반응 메커니즘을 통해 열경화성 도료에 사용되어 질 수 있다. 아세토아세틸기를 함유하는 단량체의합성은 Rector 등[13]에 의해 소개된 이후로 아크릴 단량체를 변성하는데 많이 사용되고 있으며, 아세토아세틸기를 도입한 아크릴수지는 acetoacetoxyethyl methacrylate (AAEM)로부터 제조되고, 중합체에 아세토아세틸기가 도입되면 사슬분리의 증가와 수소결합의 감소를 유발하여 용액의 점성도와 유리전이온도(Tg)가 감소하는 것과 동일한 효과를 나타낸다.
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참고문헌 (22)

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  22. Jung, C. H., Jo, H. J., Shim, I. W., Park, H. S., Kim, S. J. and Kim, S. K., "Physical Properties of High-solid Coatings with 80% Solid Contents Acrylic Resins Containing Caprolactone Group and HMDI-trimer," J. Korean Oil Chem. Soc., 23(2), 110-114(2006). 

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