콜로이드 나노 실리카로 강화된 알키드 바인더의 기계적 특성

○  ○ 다염기산과 다가알코올의 축합 중합에 의해 만들어지는 알키드 수지는 목재를 환경의 영향이나 기계적 또는 화학적 손상으로부터 보호하는 도료의 바인더로 사용되어 왔으며 전통적으로 유기용매의 용질로 사용되어 왔지만 최근 휘발성 유기화합물(VOC) 규제 등의 이유로 친환경 수-희석가능한 알키드 및 알키드 에멀션 바인더가 개발되어 왔다. ○ 이 연구는 PPG Architectural Coatings EMEA, Dyrup A/S로부터 입수한 수 중 고형분 50%, 유장(oil length) 60%의 알키드 바인더와 서로 상이하게 표면 개질한 2개의 콜로이드 나노실리카를 사용하여 실리카 함량(1～5%)이 다른 알키드 에멀션을 만들고 경화 후 필름을 테플론 판에 도포하여 제작한 필름의 기계적 특성을 측정한 연구 결과이다. ○ 실리카는 매우 친수성인 글리시독시프로필트리메톡시실란(glycidoxypro yltrimethoxysilane) 및 역시 친수성이고 경화 중에 알키드와 공유결합 성을 가진 (메타크릴아미도)트리메톡시실란((methacrylamidopropyl) trimethoxysilane)으로 표면 개질된 것을 사용하였으며 알키드의 특성에 미치는 표면개질에 의한 차이는 크지 않았다. ○ 소량인 5%(중량)까지의 구형 나노 충전제의 부하는 분산이 양호하므로 원가부담이 크지 않아 목재 도료시장에 타당성이 있고 가장 높은 탄성률은 3% 개질된 나노실리카의 첨가로 측정되었고 신장률 감소를 동반하였다. 인장 시험 후 복합재료 파단면은 순수한 중합체에 비해 실리카의 부하가 증가함에 따라 거칠기가 증가하였고 실리카의 존재로 유리전이점이 약간 상승하였다. ○ 도료에서 나노기술은 고분자 바인더의 강화로부터 시작하였고 나노크기 충전제는 경도, 인장특성, 마모, 내스크래치성 등을 향상시킨다. 나노 복합재료에서 입자-중합체 간 상호작용은 도료의 성능을 좌우하는 주요 요인의 하나로 적절한 분산과 고분자 매트릭스와의 적합성을 위해 나노충전제들은 일반적으로 표면 개질되며, 이 연구는 나노기술을 활용한 목재 도료용 친환경 수성 알키드개발에 참고 될 만한 연구이다.