본문/내용
열 경화형 반응성 대전방지제의 합성과 물성 고찰
Preparation and Physical Properties of Thermosetting Antistatic Agents
서 론
일반적인 플라스틱은 전기 절연체이므로 마찰 대전에 의한 정전기가 발생하면 방진 또는 전기 전도에 의해 빠져나갈 수 없기 때문에 정전기가 전류하여 정전기의 흡인력으로 공기중의 먼지나 더러움이 흡착되어 미관을 손상시키거나 필름끼리 붙어 플라스틱의 제조, 가공에 여러 가지 불량을 발생시킨다. 플라스틱의 정전기 장해를 극복하는 방법은 여러 가지 제안[1,2]되고 있는데 계면활성제를 이용하는 방법이 가장 유용한 방법으로 되어 있다. 계면활성제는 대전 현상이 일어나는 표면과 계면에 특이한 활성능을 나타내기 때문에 오늘날에는 대전방지제로서 큰 발전을 이루고 있다. 대전방지제는 사용법에 따라 외부용 대전방지제(External Antistatic Agents)와 내부용 대전방지제(Internal Antistatic Agents)로 분류된다[3]. 외부용 대전방지제는 침적, 도포, 내뿜어 칠함, 전착 등의 방법으로 외부로부터 플라스틱 성형품 혹은 필름에 부착시켜 사용되며 거의 수용성 계면활성제이다. 대전방지제는 일반적으로 수용액으로 사용되…
본 연구에서는 코팅도막의 대전방지성을 영구히 유지하기 위하여 코팅도막을 이루는 여러 가지 oligomer, monomer 등과 화학적인 반응을 할 수 있는 단 분자형 대전방지제 혹은 oligomer형 대전방지제를 합성하여 여러 수지(urethane acrylate, diisocyante, acrylic polyol)와 배합하여 영구적 대전방지 효과를 나타내고자 한다. 열 경화성 영구 대전방지제 코팅을 한 후 코팅도막의 물성, 표면의 경도(hardness), 접착력, 대전방지성, 내후성 등을 향상할 수 있는 배합조건을 찾는 실험을 하였다.
실 험
결과 및 고찰
실리콘계 첨가제(BYK-066, BYK-310)를 첨가하여 대전방지 코팅액을 제조하였다. 제조된 코팅재에 첨가한 대전방지제의 양은 폴리올(polyol)의 무게를 기준으로 하여 5-30 wt%(이하 ‘5-30 part’로 표기)까지 변화하였으며 실리콘계 첨가제는 0.1-0.3 wt%를 첨가하였다. 제조한 코팅액은 코팅두께를 조절할 수 있도록 제작된 #7(16 μm), #9(21 μm) 및 #12(28 μm)의 코팅바(coating bar)를 사용하여 폴리에스터(polyester, PET) 필름의 표면에 코팅하였으며 코팅된 필름은 muffle furnace를 사용하여 80 ℃에서 20분 경화시킨 후 상온에서 24시간 건조하였다. 코팅된 필름의 표면저항, 부착력, 경도 등을 측정하여 필름의 대전방지 효과 및 물성을 고찰하였다. 본 연구의 전체 공정도는 아래의 그림과 같다.
결과 및 고찰
본 연구에서는 긴 사슬의 알킬(alkyl)기를 가진 4차 암모늄염으로서 다수의 OH기가 있는 대전방지제를 합성하여 폴리에스터(polyester) 필름에 열경화 코팅을 하였다. 실험결과 일반적으로 대전방지제의 첨가량이 증가할수록 경화속도, 표면경도 등의 물성이 상대적으로 감소하는 것으로 나타났다.
DN-980S형 폴리아이소시아네이트(polyisocyanate), A-811형 폴리올(polyol), 대전방지제로 합성한 1액형과 2액형 코팅액으로 코팅한 PET 필름의 표면저항을 측정하여 대전방지 효과를 고찰하였으며 그 결과를 Figure 1에 나타내었다. 실험결과 1, 2액형 모두 대전방지제의 양이 증가함에 따라 표면저항이 작아져 대전효과가 나타남을 알 수 있었다. 1액형의 경우 소량의 대전방지제의 첨가로도 표면저항이 현저히 감소한 반면 2액형 대전방지제가 5 part 이상이 되어야 표면저항이 현저히 감소하였다. DN-980S형 폴리아이소시아네이트(polyisocyanate), A-811형 폴리올(polyol), 대전방지제로 합성한 2액형 코팅액에