불포화 폴리에스테르 수지 와 원료

불포화 폴리에스테르수지 (Unsaturated Polyester Resins) 무엇인가?

 

1.불포화 폴리에스테르 수지란?

 

불포화 폴리에스테르 수지는 말레인산이나 프마르산등으로 구성되는 불포화기를 지닌 폴리에스테르와 중합성 단량체와의 라디칼공중합에 의해서 경화하는 열 경화성 수지로 1939년경 Kropa 및 Bradley에의해 그 기본원리가 발견된후 경화 mechanism,경화도막의 구조,성질등에 대해 지금까지 많은 연구가 진행되어 왔다.이 수지는 기계적,전기적,화학적 성질이 우수하므로 FRP성형물,목공용품 그 외의 공업적용도로 많이 사용되고 있다. 특히,

➊ 다른 열경화성 수지와 달라서 경화할 때 저분자량의 부생성물없이 또 특별한 가압이 필요없이 단시간에 경화한다.

➋ 액체로 Glass섬유, 유기섬유와의 함침 접착성이 양호하다.

➌ Glycol, 산 및 Vinyl Monomer 의 조합에 따라 여러가지 특수성능을 가진(예:내약품성,내열성 등)수지가 얻어진다.등의 장점이 있다.

  

2. 수지 제조 방법은?

 

◎ 폴리에스테르 합성    

◈수지용액 제조:   중합방지제 첨가후 중합성 단량체로 희석

(1) 원료인 다염기산, 글리콜 등을 넣은 뒤에 불활성가스를 도입하여 공기를 치환한다.

정해진 온도상승이 되도록 가열한다.

에스테르화 반응 개시시에는 상당히 발열할 때가있다.

(2) 따라서 최초 3-4시간의 승온은 극력 주의할 필요가 있다.

이 단계가 끝나면 온도를 차차 최고온도로 가깝게 한다. 축합수가 상당히 발생하므로 콘덴서의 온도설정에 주의를 하고 글리콜의 Loss를 방지한다. 또 필요에 따라 에스테르의 산가나 점도를 측정한다.

(3) 일반적으로 산가가 50이하가 될 때까지 190-200℃사이에서 에스테르화를 진행 시킨다.

반응의 종점결정에는 만일 필요하다면 에스테르를 모노머에 용해하여 경화성의 측정을 할 때도있다.

(4) 에스테르화가 소정의 위치까지 진행했으면 내용물온도을 대략 100-120℃ 까지 내린 후에 중합방지제를 첨가하고 이어서 모노머를 주입하여 균일하게 용해시킨다.

 

3. 주요 원료는 무엇있는가?

이상과 같이 많은 원료가 있으나 가장 일반적으로 사용되는 것은 불포화산으로서 무수말레인산, 포화산으로 무수프탈산 및 글리콜로는 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 그리고 비닐단량체로는 Styrene이다. 특히 내약품성이나 내열성 내수성이 필요한 경우에는 Isophtalic Acid 등의 산과 Bisphenol A 등의Glycol이 사용된다. 또 폴리에스테르 수지의 투명성을 향상시키고 싶을 때는 Styrene의 일부를 Methyl methacrylate로 대치하면 투명도가 높고 내후성이 우수한 수지를 얻을 수 있다.