알키드

Alkyd

알키드는 폴리에스테르 수지로 지방산과 다른 성분들의 첨가로 변형된 것이다.[1] 알키드는 디카복실산 또는 카르복실산 무수화물 및 트리글리세리드 오일을 포함한 폴리올과 유기산으로부터 파생된다. 알키드(alkyd)라는 용어는 원래 이름인 '알키드(alcid)'를 수정한 것으로, 알코올과 유기산에서 파생된 것을 반영한다.[2] 지방산을 포함하는 것은 유연한 코팅을 형성하는 경향을 혼란스럽게 한다. 알키드는 페인트, 바니스, 주조용 주형에 사용된다. 그것들은 대부분의 상업용 석유 기반 코팅에서 지배적인 수지 또는 바인더다. 매년 약 20만 톤의 알키드 레진이 생산된다.[3] 원래의 알키드는 글리세롤과 프탈산의 혼합물이었다.[4] 이것들은 어두운 색의 복사 레진을 대체하기 위해 판매되었고, 따라서 색상이 훨씬 더 창백한 알키드 바리쉬를 만들었다. 이로부터 오늘날 알려진 알키들이 개발되었다.

글리세롤과 프탈릭 무수화물에서 추출한 이상화 알키드 수지의 구조

제조하다

주요 기사: 건조유

알키드 레진은 건조(반건조 포함) 및 비건조로 분류할 수 있다. 두 종류 모두 일반적으로 프탈릭 무수화물이나 수성 무수화물 같은 디카복시산이나 무수화물에서 생산되며, 트리메틸올프로판, 글리세린, 펜타에리스리톨과 같은 폴리올에서 생산된다.[5] 알키드는 또한 수지나 페인트와 같은 품목에도 사용된다.

건조 수지의 경우, 트리글리세라이드는 다불포화 지방산(종종 식물 및 식물성 기름, 예를 들어 린씨 오일)에서 유래한다. 이 건조 알키드들은 공기중의 산소에 의해 치료된다. 건조 속도와 코팅의 특성은 사용되는 건조 오일의 양과 종류(다중 불포화 오일이 많으면 공기 중 반응이 더 빠르다는 의미)와 촉매가 존재하는지, 이른바 오일 건조제인지에 따라 달라진다. 이 촉매들은 불포화현장의 교차연결을 촉매하는 금속복합체들이다. 코발트 소금은 특히 효과적이고 널리 사용된다.

알키드 레진은 지방산 공정과 알코홀리시스 또는 모노글리세리드 공정의 두 가지 공정으로 생산된다. 고품질, 고성능 알키드는 지방산 공정에서 생산되며, 이 과정에서 결과 수지의 구성이 보다 정밀하게 제어될 수 있다. 이 과정에서 무수화물, 폴리올, 불포화지방산을 결합해 제품이 미리 정해진 수준의 점성을 얻을 때까지 함께 조리한다. 펜타에리스리톨을 기반으로 한 알키들은 이렇게 만들어진다. 보다 경제적인 알키드 수지는 최종 제품 품질 관리가 가장 중요하지 않은 알콜리시스 또는 글리세라이드 공정에서 생산된다. 이 과정에서 불포화성분이 높은 원채소유를 추가 폴리올과 혼합하여 가열하여 중성세리드를 모노와 디글리세라이드 오일의 혼합으로 전이시키는 원인이 된다. 콩기름은 자주 사용된다.[6] 무수산은 그 결과 혼합물에 첨가되어 수지의 분자량을 지방산 공정과 거의 동일한 제품으로 만든다. 그러나 알콜리시스 공정은 더 무작위 지향적인 구조를 생산한다. 부산물로 생산되는 물을 제거하고 반응률을 높이기 위해 프탈릭 무수화물 잉여가 첨가된다. 따라서 물은 부피를 특정 온도로 가열함으로써 비접촉식 산으로 제거된다. 그 반응은 원하는 만큼 조절이 가능하지 않기 때문에 자일렌을 첨가하여 물과 함께 아제오트로프를 생산하는 새로운 공정이 도입되었다. 이것은 낮은 온도에서 더 큰 제어력을 제공하며, 또한 낮은 점도로 수지를 생산하여 고해상도 물감을 만드는데 유용하다. 이것은 AZO 과정이라고 알려져 있다. 두 경우 모두 결과물이 폴리에스테르 수지로, 펜던트 건조 오일 그룹이 부착되어 있다. 각 공정이 끝나면 수지는 정제되고 용매로 희석되며 페인트 및 니시 제조자에게 판매된다.[7]

금속 주조

알키드 또는 오일-urethane 바인더는 모래 기반 주형 제작에 사용된다. 알키드 수지는 폴리머 이소시아네이트와 메탈릭 드라이어가 섞여 반응속도를 높인다.[8] 다른 무-베이크 몰드 기술과 달리 이 공정은 독성 가스를 배출하지 않지만, 몰드는 더 많은 공기 조절 시간이 필요하다.[9]

코팅 종류

알키드 수지는 보통 장유,[10] 중유, 단유로 분류된다.[11] 이 용어들은 수지의 기름 길이를 나타낸다.[12] 알키드도 페놀 수지, 스티렌, 비닐 톨루엔, 아크릴 단층(더 빨리 마르게 하기 위해)과 이소시아네이트로 변형하여 폴리우레탄 변형 알키드를 생산한다. 우레탄 알키드는 알키드에 잔류하는 OH 그룹을 이소시아네이트의 NCO 그룹과 반응시켜 제조한다.[13] 특정한 수정 수지를 추가함으로써 비드립 페인트와 같이 장식용으로 쓰일 수 있는 등방성 알키드 생산이 가능하다. 최신 알키드는 주로 벤조산이나 파라-테르트-부틸벤조산(Alkydal M 48)과 같은 모노바스산을 사용하여 오일 길이를 단축하는 짧은 오일 레진이다. 이것들은 분자량 분포가 더 잘 조절되고 내구성이 더 좋다. 장식용 알키에는 연장하고 내구성을 높이기 위해 여분의 기름이 조리되어 있다. 에나멜을 막는 데 사용되는 짧은 오일 레진은 건조하지 않은 포화 오일이나 지방산으로 만든다. 이것들은 보통 아미노 레진의 히드록실 그룹과 반응할 수 있도록 훨씬 더 높은 히드록실 및 산 값을 가진다. 이러한 혼합물은 보통 아민과 함께 안정되어 저장 시 겔링되는 것을 방지한다.

지방산과 트리글리세리드 오일과 같은 알키드 코팅의 주요 구성 요소들은 저비용 재생 자원에서 파생되기 때문에, 알키드 코팅의 원가는 빈닐, 아크릴, 에폭시, 폴리우레탄과 같은 대부분의 다른 코팅의 주요 원료인 석유 비용에도 불구하고 매우 낮은 수준을 유지하고 있다.es.[14] 알키드 코팅의 대표적인 건조원인은 텅 오일, 린씨드 오일, 해바라기 오일, 사플라워 오일, 호두 오일, 콩 오일, 어류 오일, 옥수수 오일, DCO(탈수 캐스터 오일로 만들어 반건조, 혼합, 오일/지방산을 생성함) 및 높은 오일(펄프 및 제지 제조에서 발생하는 기름 부산물)이다. 비건조/플라스틱화제 수지는 캐스터, 팜, 코코넛 오일 및 카르두라(합성 지방, 버사틱산)로 만든다. 탈수된 캐스터 오일은 한때 인도의 수지 제조에서 허용된 유일한 기름이었다. 식용유는 허용되지 않았다.

수인성 알키즈

주요 기사: 수인성 수지

수성 재료가 친환경적이라고 인식됨에 따라 용매로 조제하기보다는 수인성 수지 및 코팅제를 공식화하는 것이 전 세계적으로 일반적인 추세다. 따라서 수인성 알키드도 이용할 수 있게 되었다.[15][16]

참조

  1. ^ "Alkyd Resins", Organic Chemistry, Elsevier, pp. 140–170, 1977, doi:10.1016/b978-0-12-618502-7.50010-6, ISBN 978-0-12-618502-7, retrieved 2021-05-14
  2. ^ Elliott, W. T. (1993), "Alkyd Resins", Surface Coatings: Volume 1 Raw Materials and Their Usage, Dordrecht: Springer Netherlands, pp. 76–109, doi:10.1007/978-94-011-1220-8_5, ISBN 978-94-011-1220-8, retrieved 2021-05-14
  3. ^ 온라인Frank N. Jones. "Alkyd Resins". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002/14356007.a01_409. 출판: 2003년 1월 15일
  4. ^ "Properties of Alkyd Resins". polymerdatabase.com. Retrieved 2021-05-14.
  5. ^ The Chemistry and Processing of Alkyd Resins. Monsanto Chemical Company. 1952. ASIN BOOHKKB6
  6. ^ "Reichhold Coatings Products". www.reichhold.com. Retrieved 2021-05-14.
  7. ^ "코팅스에 대한 추가 사항" J. H. Bielman, Ed. 와일리-VCH, 2000년 웨인하임 ISBN 3-527-29785-5.
  8. ^ "Cobalt Drier for Paints Cobalt Cem-All®". Borchers. Retrieved 2021-05-15.
  9. ^ C. W. 암멘. 메탈캐스팅 (뉴욕: McGraw-Hill Professional, 1999) 페이지 36. ISBN 978-0-07-134246-9
  10. ^ "SERKYD S63W70 Long Oil Alkyd Resin Serkim". www.serkimresin.com. Retrieved 2021-05-14.
  11. ^ "Properties of Alkyd Resins". polymerdatabase.com. Retrieved 2021-05-14.
  12. ^ "Alkyd resins for paints". Polynt. Retrieved 2021-05-14.
  13. ^ [1], 1977-10-05년 발행된 "폴리유레탄 개조 알키드 수지"
  14. ^ "Basics of Alkyd Resin Technology". Chemical Dynamics. 2016-03-29.
  15. ^ "Synthesis of Waterborne alkyd resins". September 2017.
  16. ^ 미국 특허 5,137,965 1992

외부 링크

  • 위키미디어 커먼스의 알키드 관련 매체