알키드

3. 알키드 수지의 분류

알키드 수지는 일반적으로 오일 길이에 따라 장유성, 중유성, 단유성으로 분류되며,^[11][12] 이는 수지 내의 오일 길이를 나타낸다.^[13] 알키드는 페놀 수지, 스티렌, 비닐 톨루엔, 아크릴 단량체(건조 속도를 빠르게 하기 위해) 및 이소시아네이트로 변형되어 폴리우레탄 변성 알키드를 생성할 수 있다. 우레탄 알키드는 알키드에 잔류하는 OH 그룹을 이소시아네이트, 흔히 TDI에서 얻은 NCO 그룹과 반응시켜 제조된다.^[14]

특정 변성 수지를 첨가하면 비점적 페인트와 같은 장식용 요변성 알키드를 생산할 수 있다. 최신 알키드는 벤조산 또는 ''파라''-''tert''-부틸벤조산과 같은 일염기산을 사용하여 오일 길이를 단축시킨 단유성 수지이며, 분자량 분포가 더 잘 제어되고 내구성이 좋다. 장식용 알키드는 내구성을 높이기 위해 추가 오일을 넣어 제조된다. 소성 에나멜에 사용되는 단유성 수지는 비건조 포화 오일 또는 지방산으로 만들어지며, 아미노 수지의 수산기와 반응하도록 수산기 및 산 값이 더 높다. 이러한 혼합물은 저장 시 겔화를 방지하기 위해 아민으로 안정화된다.

알키드 코팅의 주요 성분인 지방산과 트리글리세리드 오일은 저렴한 재생 가능 자원에서 파생되므로, 석유 가격 상승에도 불구하고 비닐, 아크릴, 에폭시, 폴리우레탄 등 다른 코팅에 비해 비용이 매우 낮다.^[15]

알키드 코팅에 사용되는 건조유는 텅 오일, 아마인유, 해바라기유, 홍화유, 호두유, 대두유, 어유, 옥수수유, 탈수 피마자유, 톨 오일 등이다. 비건조/가소제 수지는 피마자, 팜, 코코넛 오일 및 Cardura^[16][17]로 만들어진다. 탈수 피마자유는 한때 인도에서 수지 제조에 허용된 유일한 오일이었으며, 식용유는 허용되지 않았다.

알키드 수지는 난연성 코팅을 제조하는 데 사용될 수 있다.^[18]

3. 1. 유장 (Oil Length)에 따른 분류

• Short oil (< 45%)
• Medium oil (45% ~ 55%)
• Long oil (> 55%)

3. 2. 지방산 종류에 따른 분류

알키드 수지는 일반적으로 오일 길이에 따라 장유성, 중유성, 단유성으로 분류된다.^[11][12][13]

3. 3. 기타 첨가제에 따른 분류

4. 원료

알키드 수지는 건성(반건성 포함)과 비건성으로 분류될 수 있다. 두 유형 모두 일반적으로 프탈산 무수물 또는 말레산 무수물과 같은 이염기산이나 무수물, 그리고 트리메틸올프로판, 글리세린 또는 펜타에리트리톨과 같은 폴리올로부터 생산된다.^[5] 알키드는 합성 수지이며 페인트와 같은 제품에 사용된다. 이는 식물과 같은 천연 공급원에서 파생된 수지와 동일하지 않다.

건성 수지의 경우, 트리글리세라이드는 폴리불포화 지방산에서 파생된다(종종 식물 및 식물성 기름, 예를 들어 아마인유에서 파생). 이러한 건성 알키드는 공기 중의 산소에 의해 경화된다. 코팅의 건조 속도와 특성은 사용된 건성유의 양과 유형(불포화유가 많을수록 공기 중 반응이 더 빠름)과 유 건조제라고 하는 촉매의 존재에 따라 달라진다.

알키드 수지는 두 가지 공정으로 생산된다.

• 지방산 공정
• 알코올 분해 또는 모노글리세라이드 공정

• 텅 오일
• 아마인유
• 해바라기유
• 홍화유
• 호두유
• 대두유
• 어유
• 옥수수유
• 탈수 피마자유
• 톨 오일

5. 응용 분야

주조에서 모래를 기반으로 한 몰드를 만들 때 알키드 또는 오일-우레탄 바인더를 사용한다. 알키드 수지는 폴리머 이소시아네이트 및 금속 건조제와 혼합되어 반응 속도가 빨라진다.^[9] 이 공정은 다른 노 베이크 몰드 기술과 달리 독성 연기를 발생시키지 않지만, 몰드가 공기 중에서 굳는 데 더 많은 시간이 필요하다.^[10]

5. 1. 도료 및 코팅제

5. 2. 금속 주조

6. 하이브리드 알키드 수지

많은 수지 시스템 및 코팅과 마찬가지로 알키드는 다른 수지 기술과 하이브리드화될 수 있다. 한 예는 아크릴화된 알키드이다.^{[19][20][21][22]} 우레탄 알키드는 사실상 하이브리드이지만, 새로운 기술로는 습기 경화형 폴리우레탄 알키드 제조가 있다.^[23] 실리콘 기반 물질을 알키드에 그래프트하는 연구도 진행되었다.^[24] 더 많은 재활용 재료를 사용하려는 노력의 일환으로, 폐 PET 병으로 만들어진 알키드가 생산되었다.^[25][26]

7. 수성 알키드 수지

전 세계적으로 수성 재료가 환경 친화적인 것으로 인식됨에 따라, 용매 대신 수성으로 수지와 코팅을 배합하는 것이 일반적인 추세이다. 따라서 수성 알키드 역시 사용이 가능하게 되었다.^[27][28] 알키드를 아크릴로 변형하여 수성으로 만드는 방법이 있다.^[29] 부식 성능을 향상시키기 위한 아크릴 변성 수성 알키드의 합성 기술 또한 연구되었다.^[30]

참조

_[1] 간행물 Polymer Syntheses Elsevier 1977
_[2] 간행물 Alkyd Resins https://doi.org/10.1[...] Springer Netherlands 1993
_[3] 간행물 Alkyd Resins
_[4] 웹사이트 Properties of Alkyd Resins https://polymerdatab[...] 2021-05-14
_[5] 서적 The Chemistry and Processing of Alkyd Resins Monsanto Chemical Company
_[6] 논문 Expanded Applications and Enhanced Durability of Alkyd Coatings Using High-Performance Catalysts https://www.coatings[...] 2023-04
_[7] 웹사이트 Reichhold {{!}} Coatings Products http://www.reichhold[...] 2021-05-14
_[8] 서적 Additives for Coatings Wiley-VCH 2000
_[9] 웹사이트 Cobalt Drier for Paints {{!}} Cobalt Cem-All® https://www.borchers[...] 2021-05-15
_[10] 서적 Metalcasting McGraw-Hill Professional 1999
_[11] 웹사이트 SERKYD S63W70 {{!}} Long Oil Alkyd Resin {{!}} Serkim https://www.serkimre[...] 2021-05-14
_[12] 웹사이트 Properties of Alkyd Resins https://polymerdatab[...] 2021-05-14
_[13] 웹사이트 Alkyd resins for paints https://www.polynt.c[...] 2021-05-14
_[14] 특허 Polyurethane-modified alkyd resin https://patents.goog[...] 1977-10-05
_[15] 웹사이트 Basics of Alkyd Resin Technology https://chemicaldyna[...] 2016-03-29
_[16] 웹사이트 Novel Path to Hydroxyl-Functional Emulsions https://www.pcimag.c[...] 2024-02-26
_[17] 웹사이트 Cardura™ E10P Glycidyl Ester https://coatings.spe[...] 2024-02-26
_[18] 논문 Synthesis and performance of new modified reactive flame-retardant alkyd resin based on tetrabromophthalic anhydride as varnish for surface coatings https://doi.org/10.1[...] 2023-03-08
_[19] 논문 Hybrid alkyds, the glowing route to reach cutting-edge properties? 2021-02-01
_[20] 논문 Alkyd resins: From down and out to alive and kicking https://www.scienced[...] 2012-04-01
_[21] 논문 Morphologies and droplet sizes of alkyd–acrylic hybrids with high solids content https://www.scienced[...] 2004-09-24
_[22] 논문 A new class of acrylated alkyds https://doi.org/10.1[...] 2023-03-09
_[23] 논문 Novel moisture-cured hyperbranched urethane alkyd resin for coating application https://doi.org/10.1[...] 2023-03-08
_[24] 논문 A new approach to graft siloxanes to alkyds https://doi.org/10.1[...] 2023-03-14
_[25] 논문 Synthesis of PET-based urethane-modified alkyd resins from depolymerization intermediates of post-consumer PET bottles: coating properties and thermal behaviors https://doi.org/10.1[...] 2023-03-01
_[26] 논문 High performance alkyd resins synthesized from postconsumer PET bottles 2015-07-16
_[27] 웹사이트 Synthesis of Waterborne alkyd resins https://www.research[...] 2017-09
_[28] 특허 US Patent 5,137,965 1992
_[29] 논문 Synthesis of four-component acrylic-modified water-reducible alkyd resin: investigation of dilution ratio effect on film properties and thermal behaviors https://doi.org/10.1[...] 2017-01-01
_[30] 논문 Synthesis of acrylic-modified water-reducible alkyd resin: improvement of corrosion resistance in painting formulations https://doi.org/10.1[...] 2023-11-01