폴리우레탄계 자기수복 도료

전문가 제언

○ 폴리우레탄계 도료는 통상 폴리올(polyol; 주재료)을 폴리이소시아네트(polyisocyanate; 경화제)로 경화시킨 도막을 형성하는 도료이다. 근년에 폴리우레탄계 도료의 설계 자유도가 높음을 이용하여 내찰상성이 우수한 각종 폴리우레탄계 자기수복(self repairing) 도료가 개발되어 실용화되고 있다.

○ Nippon Polyurethane Industry사는 폴리이소시아네이트 측의 가교구조를 제어하는 것에 의해 도막에 자기수복 성능의 부여 가능성을 검토하였다. 그 결과, 자기수복의 성능 부여에 유효한 3종의 이소시아네이트인 이소시아누레이트, 어덕트 및 알로파네이트의 구조체에 대한 자기수복 성능을 비교하였다. 이들 중에서 알로파네이트 구조체는 복원시간이 최고로 짧은 20초, 수복한계 강도도 가장 높은 150g을 나타냈다.

○ 폴리이소시아네이트 구조의 차이에 의한 자기수복 성능의 차이를 검증하기 위해 컴퓨터 시뮬레이션에 의한 양자화학 계산을 하였다. 이들 계산에 의한 검증으로부터 자기수복 성능을 최대한으로 끌어내기 위해서는 알로파네이트 구조체와 같은 변형에 대한 적당한 자유도를 가진 가교제가 유효한 것을 관찰하였다.

○ 자기수복 성능 부여에 유효한 폴리이소시아네이트는 신축성과 회전성이 풍부하며, 가교점의 자유도가 높은 아로파네이트 구조체가 적합하다. 또한 아크릴폴리올의 히드록실기 당량분자와 폴리이소시아네이트의 분자량을 변경함으로써 수지의 가교구조를 적절하게 설계할 수 있다. 이를 통해 자기수복 성능을 가진 폴리우레탄계 도료를 설계할 수 있음을 알았다.

○ 폴리우레탄계 수지는 설계의 자유도가 높고 자기수복 도료용 수지로는 최적이다. 현재 국내는 열중합 2액형 아크릴우레탄 도료 등이 자동차에 적용되고 있다. 세계적으로 폴리우레탄계 자기수복 도료는 휴대폰, 자동차등의 내찰상성 코팅제로 수요가 확산되는 추세에 있다. 최근에는 자기수복성이 높은 폴리로텍산 구조인 환동(slide-ring)초분자 네트워크가 자동차 외장용으로 일부 사용되고 있다. 이러한 대책으로 강도와 복원력이 우수한 코팅소재, 운동성 초분자 등에 대한 연구가 필요하다.

저자

Takeshi NAGAOKA et al.

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

화학·화공

연도

2012

권(호)

48(5)

잡지명

日本接着學會誌

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

179~186

분석자

이*복

분석물

• 폴리우레탄계 자기수복 도료.pdf [316,469 byte]

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