멜라민 수지
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1. 개요
멜라민 수지는 멜라민과 포름알데히드의 축합 반응을 통해 생성되는 열경화성 수지이다. 가열 및 경화 과정을 거쳐 인장 강도, 경도, 내충격성, 내수성, 내후성 등이 우수하여 가구, 식기, 건축 자재 등 다양한 분야에 사용된다. 멜라민 수지는 라미네이트, 주방 용품, 가구, 접착제 등으로 활용되며, 멜라민 수지 도료는 알키드 수지와 혼합되어 사용되기도 한다. 멜라민 수지 자체는 독성이 없지만, 제조 과정에서 잔존하는 포름알데히드의 독성에 대한 우려가 존재한다.
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| 멜라민 수지 | |
|---|---|
| 기본 정보 | |
 | |
| IUPAC명 | 1,3,5-트리아진-2,4,6-트리아민 |
| 다른 이름 | 멜라민 포름알데히드 수지 폴리멜라민 |
| 성질 | |
| 화학식 | (C3H6N6)n |
| 분자량 | 가변적 |
| 밀도 | 1.57 g/cm3 |
| 녹는점 | 분해됨 |
| 용해도 (물) | 불용성 |
| 구조 | |
| |
| |
| 위험성 | |
| GHS 위험 문구 | H302 H315 H319 H335 |
| GHS 예방 조치 문구 | P261 P280 P305+P351+P338 |
| 관련 화합물 | |
| 관련 화합물 | 멜라민 포름알데히드 |
| 추가 정보 | |
| 멜라민 수지 | 멜라민과 포름알데히드의 중합체 |
| 용도 | 식기류 라미네이트 코팅 접착제 |
2. 생성 및 구조
멜라민-포름알데히드는 가열하여 경화될 수 있으며, 이는 탈수 및 가교 결합을 유도한다. 가교 결합은 제한된 정도로 수행되어 수지를 생성할 수 있다. 멜라민-포름알데히드 수지 또는 멜라민-포름알데히드 "단량체"는 여러 폴리올 중 하나로 처리하여 경화할 수 있다.[1]
멜라민 수지는 요소 수지에 비해 인장 강도, 경도, 내충격성이 우수하다. 표면은 광택이 있고 내수성, 내후성, 내마모성도 뛰어나 가구, 화장판 성형, 목공 제품의 표면재 접착, 식기 및 일용품에 많이 사용된다. 또한 전기 절연성 및 기계적 강도가 우수하고 아크 트래킹 저항성이 높아 난연 가공, 커넥터, 스위치 등 전기 부품의 기판, 케이스에도 사용된다.[11]
멜라민 수지는 요소 수지에 비해 인장 강도, 경도, 내충격성이 우수하다. 표면은 광택이 있고 내수성, 내후성, 내마모성도 뛰어나 가구, 화장판 성형, 목공 제품의 표면재 접착, 식기 및 일용품에 많이 사용된다.[11] 또한 전기 절연성 및 기계적 강도가 우수하고 아크 트래킹 저항성이 높아 난연 가공, 커넥터, 스위치 등 전기 부품의 기판, 케이스에도 사용된다.[11]
멜라민-포름알데히드 수지는 이상적인 조건에서 멜라민과 포름알데히드의 축합 반응을 통해 생성되어 헥사-히드록시메틸 유도체를 생성한다. 산이 존재하는 곳에서 가열하면, 이 물질 또는 이와 유사한 히드록시메틸화된 종은 추가적인 축합 반응과 가교 반응을 겪는다. 헤테로고리 사이의 연결에는 단-, 이-, 그리고 다중 에테르가 포함된다. 재료의 미세 구조는 NMR 분광법으로 분석할 수 있다.[10] 멜라민 수지의 가교 밀도는 멜라민의 이관능성 유사체인 벤조구아나민과 아세토구아나민과의 공축합을 통해 제어할 수 있다.
3. 가공
대부분 메틸롤 멜라민을 용제에 녹여 종이 등의 충전재에 침투시킨 것을 적층 또는 압축 성형한 후 가열 경화시켜 제품으로 만든다.[1]
4. 특성
단점으로는 멜라민 스펀지의 경우 플라스틱 등 세척 대상에 따라 흠집이 생길 수 있다. 용기의 경우 가열 및 강산에 의해 분해가 촉진되어 유독성 포름알데히드를 방출하므로 화학 약품 보관 용기로는 부적합하다. 또한 수지 자체가 마이크로파를 흡수하여 발열[13]하기 때문에 전자레인지 가열용 용기로도 부적합하다.
멜라민 수지 폼(스펀지)은 수세미나 스틸 울처럼 식기, 조리기구 등의 얼룩 제거에 사용된다. 연마제 효과가 있어 세제를 사용하지 않아도 비교적 단단한 얼룩을 제거할 수 있으며, 기존 스펀지로 제거할 수 없었던 찻잔이나 머그컵에 묻은 찻물 때 등을 제거하는 데 최적이다.
5. 응용 분야
그러나 멜라민 스펀지는 플라스틱 등 세척 대상에 따라 흠집이 생길 수 있으며, 가열 및 강산에 의해 분해가 촉진되어 유독성 포름알데히드를 방출하므로 화학 약품 보관 용기로는 부적합하다. 또한 수지 자체가 마이크로파를 흡수하여 발열[13]하기 때문에 전자레인지 가열용 용기로도 부적합하다.
멜라민 수지 폼(스펀지)은 수세미나 스틸 울처럼 식기, 조리기구 등의 얼룩 제거에 사용된다. 연마제 효과가 있어 세제를 사용하지 않아도 비교적 단단한 얼룩을 제거할 수 있으며, 기존 스펀지로 제거할 수 없었던 찻잔이나 머그컵에 묻은 찻물 때 등을 제거하는 데 최적이다.
5. 1. 건축 자재
멜라민 수지는 Formica와 Arborite와 같은 고압 라미네이트 및 라미네이트 바닥재의 주요 구성 요소로 사용된다. 멜라민 수지 타일 벽 패널은 화이트보드로도 사용될 수 있다.[1] 멜라민 포름알데히드는 플라스틱 라미네이트 및 오버레이 재료에 사용된다. 포름알데히드는 요소-포름알데히드보다 멜라민-포름알데히드에 더 단단히 결합되어 있어 배출량을 줄인다.
요소 수지와 마찬가지로 접착제로 사용되지만, 요소 수지 원료의 접착제에 비해 내가수분해성이 뛰어나 중밀도 섬유판이나 구조용 합판을 포함한 합판 등의 건자재 제조용 접착제로 사용되는 경우가 많다. 그러나 최근 새집 증후군 등으로 인한 건자재에서 발생하는 휘발성 화학 물질이 문제가 되면서 그 수요는 줄어들고 있다.
5. 2. 주방 용품
멜라민 수지는 주방 용품 및 접시(예: 멜맥)에 자주 사용된다. 7.2에서 8.4 범위의 높은 유전율 때문에 멜라민 수지 식기 및 그릇은 전자레인지 사용이 안전하지 않다.[2]
1950년대 후반과 1960년대에 멜라민 식기는 유행했다. A. H. 우드풀과 British Industrial Plastics의 Product Design Unit의 세련된 현대적인 디자인의 도움으로 시장에서 세라믹의 지배적인 지위를 위협할 것으로 여겨졌다. 1960년대 후반에 멜라민 컵과 접시가 얼룩지고 긁히는 경향으로 인해 판매가 감소했고, 결국 이 소재는 가볍고 깨짐에 강하다는 장점이 있는 캠핑 및 유아실 시장으로 크게 제한되었다.[3]
멜라민 수지는 요소 수지에 비해 인장 강도, 경도 및 내충격성이 우수하다. 표면은 광택이 있고 내수성, 내후성, 내마모성도 뛰어나 가구, 화장판 성형, 목공 제품의 표면재 접착, 식기 및 일용품에 많이 사용된다.[11] 멜라민 스펀지는 플라스틱 등 세척 대상에 따라 흠집이 생길 수 있다. 용기의 경우 가열 및 강산에 의해 분해가 촉진되어 유독성 포름알데히드를 방출하므로 화학 약품 보관 용기로는 부적합하다. 또한 수지 자체가 마이크로파를 흡수하여 발열[13]하기 때문에 전자레인지 가열용 용기로도 부적합하다.
멜라민 수지 폼(스펀지)은 수세미나 스틸 울처럼 식기, 조리기구 등의 얼룩 제거에 사용된다. 연마제 효과가 있어 세제를 사용하지 않아도 비교적 단단한 얼룩을 제거할 수 있으며, 기존 스펀지로 제거할 수 없었던 찻잔이나 머그컵에 묻은 찻물 때 등을 제거하는 데 최적이다.
5. 3. 가구
멜라민 수지는 열과 압력을 가해 적층한 후 파티클 보드에 붙이는 장식용 종이를 적시는 데 사용된다. 이렇게 만들어진 패널은 흔히 "멜라민"이라고 불리며, 조립식 가구와 주방 가구에 널리 사용된다.[4]
멜라민은 다양한 크기와 두께로 제공되며, 수많은 색상과 패턴을 가지고 있다. 멜라민 시트는 크기에 비해 무게가 많이 나가며, 일반적인 테이블 톱으로 자를 때 수지가 깨지기 쉽다.[4]
멜라민 수지는 요소 수지에 비해 인장 강도, 경도, 내충격성이 우수하다. 표면은 광택이 있고 내수성, 내후성, 내마모성도 뛰어나 가구, 화장판 성형, 목공 제품의 표면재 접착, 식기 및 일용품에 많이 사용된다.[11]
5. 4. 기타
멜라민은 시안산, DETA (디에틸렌트리아민)와 포름알데히드를 첨가하여 탄소 포집을 위해 CO2를 결합하는 것으로 스탠퍼드 대학교, 캘리포니아 대학교 버클리, 텍사스 A&M 대학교 연구진에 의해 밝혀졌다.[5] 멜라민계 수지(예: 멜라민-포름알데히드 또는 멜라민-요소-포름알데히드 수지)는 활성제(예: 치유제 또는 상변화 물질)를 마이크로캡슐화하여 융점 이상에서 누출을 방지하는 데에도 사용할 수 있다.[6][7] 결과 표면은 매우 비활성이며 실란화와 같은 전통적인 기술로는 거의 변형할 수 없다. 일부 연구에 따르면 폴리도파민이 이 수지의 표면 개질제로 효과적일 수 있다고 한다.[8][9]
멜라민 수지는 요소 수지에 비해 인장 강도, 경도 및 내충격성이 우수하다. 표면은 광택이 있고 내수성, 내후성, 내마모성도 뛰어나 가구, 화장판 성형, 목공 제품의 표면재 접착, 식기 및 일용품에 많이 사용된다. 또한 전기 절연성 및 기계적 강도가 우수하고 아크 트래킹 저항성이 높아 난연 가공, 커넥터, 스위치 등 전기 부품의 기판, 케이스에도 사용된다.[11] 단점으로는 멜라민 스펀지의 경우 플라스틱 등 세척 대상에 따라 흠집이 생길 수 있다는 점이다. 용기의 경우 가열 및 강산에 의해 분해가 촉진되어 유독성 포름알데히드를 방출하므로 화학 약품 보관 용기로는 부적합하다. 또한 수지 자체가 마이크로파를 흡수하여 발열[13]하기 때문에 전자레인지 가열용 용기로도 부적합하다.
멜라민 수지 폼(스펀지)은 수세미나 스틸 울처럼 식기, 조리기구 등의 얼룩 제거에 사용된다. 연마제 효과가 있어 세제를 사용하지 않아도 비교적 단단한 얼룩을 제거할 수 있으며, 기존 스펀지로 제거할 수 없었던 찻잔이나 머그컵에 묻은 찻물 때 등을 제거하는 데 최적이다.
6. 멜라민 수지 도료
알키드 수지와 멜라민 수지를 혼합한 도료이다. 정확히는 알키드·멜라민 수지 도료라고 불리는 소부(燒付) 도료이다. 알키드 수지가 수지 본체의 고분자 사슬을 형성하고, 멜라민 수지는 열경화성 가교제로서 작용한다. 광택이 있는 소부 도료로서 자동차나 전기 제품 등에 널리 사용된다.
7. 멜라민 수지 접착제
멜라민 수지는 요소 수지와 마찬가지로 접착제로 사용되지만, 요소 수지 원료의 접착제에 비해 내가수분해성이 뛰어나다. 중밀도 섬유판이나 구조용 합판을 포함한 합판 등의 건자재 제조용 접착제로 사용되는 경우가 많다. 그러나 최근 새집 증후군 등으로 인한 건자재에서 발생하는 휘발성 화학 물질이 문제가 되면서 그 수요는 줄어들고 있다.
8. 독성
멜라민 포름알데히드 수지 자체에는 독성이 알려져 있지 않다. 다만, 제조 과정에 따라 잔존하는 포름알데히드의 독성을 문제 삼는 전문가도 존재한다.[12]
참조
[1]
간행물
Amino Resins
Wiley-VCH
[2]
웹사이트
Melamine Plastic
http://www.msue.msu.[...]
Michigan State University Extension
2016-12-30
[3]
간행물
The Rise and Fall of Melamine Tableware
http://www.plastiqua[...]
Plastics Historical Society
2008-12-12
[4]
웹사이트
Melamine
http://www.prowoodwo[...]
Pro Woodworking Tips.com
2008-10-14
[5]
웹사이트
Researchers use melamine to create effective, low-cost carbon capture; potential tailpipe application
https://www.greencar[...]
2022-08-07
[6]
간행물
Detailed experimental and theoretical investigation of the thermomechanical properties of epoxy composites containing paraffin microcapsules for thermal management
https://4spepublicat[...]
2020-06
[7]
간행물
Discontinuous carbon fiber/polyamide composites with microencapsulated paraffin for thermal energy storage
https://onlinelibrar[...]
2019-04-20
[8]
간행물
Bioinspired Polydopamine Coating as an Adhesion Enhancer Between Paraffin Microcapsules and an Epoxy Matrix
2020-08-11
[9]
간행물
Polydopamine-Coated Paraffin Microcapsules as a Multifunctional Filler Enhancing Thermal and Mechanical Performance of a Flexible Epoxy Resin
2020-11-22
[10]
논문
Melamine/formaldehyde crosslinkers: characterization, network formation and crosslink degradation
1986
[11]
서적
メラミン樹脂
1998
[12]
서적
アミノ樹脂とプラスチック
丸善
1988
[13]
웹사이트
http://www.food.sugi[...]
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