제6장 환경 배려 재료를 위한 첨가제 ~재생수지, 리사이클 수지의 성능향상~ (1) 계면을 제어하는 첨가제 technology

[YDfamily]

제6장 환경 배려 재료를 위한 첨가제 ~재생수지, 리사이클 수지의 성능향상~

머리말

도료, 잉크, 필름을 시작으로 하는 코팅 분야에서는, SDGs 및 carbon neutral의 노력이 진행되고 있다. 또한 플라스틱 분야에서도, 바이오 베이스 폴리머의 개발이나 각종 리사이클 방법의 검토가 널리 성해지고 있다. 이 중, 구성 요소의 하나인 첨가제에 대해서도, 원료, 제조부터 배송 프로세스, 이용되는 application의 역할, 또한 최종 제품의 사용과 폐기, 리사이클의 전망으로 첨가제를 개발하는 것이 요구되고 있다. 고기능의 부가만이 아닌, 프로세스 개선이나 환경 부하 저감에 대한 첨가제 기여에 대해서 소개한다(도1).

도1 BYK 첨가제 기술의 SDGs, carbon neutral의 적극적인 노력

1. 계면을 제어하는 첨가제 technology

입자, filler의 분산 안정화, rheology 특성의 최적화, 도포, 건조에 걸리는 표면장력의 제어, 도막, 필름, 성형품의 표면 특성(slip성, 발수성, 친수성, 마찰, 광택, 발색), 기계적 물성(충격 강도 외) 등은, 첨가제에 의해 향상 가능한 기술 과제이다. 주된 첨가제의 chemistry를 도2에 제시한다. 아크릴계, 우레탄계, 폴리아민계 등 고분자를 베이스로 한 습윤 분산제. Polyolefin을 변성한 상용화, coupling 제, polysiloxane이나 아크릴로 되는 표면 조정제, 소포제. 이들은 폴리머 기술을 베이스로 하고 있다. 한편, 무기계 첨가제에서는 층상 규산염이 nano gel, rheology control 제나 barrier재, 난연 조제, 촉매•약의 담지(擔持: 촉매로 이용하는 금속의 미립자를 담체에 부착시키는 것), carrier재로서 이용되고 있다.

도2 계면에 작용하는 BYK 첨가제 기술

2. 플라스틱 재료용 첨가제

2.1 과제에 대응한 첨가제의 개관(槪觀)

열가소성 수지의 분야에서는, filler의 배합으로부터 리사이클에 관계되는 프로세스까지, 과제에 대응한 첨가제의 적용이 가능하다. 예를 들어 비극성의 polyolefin에 대해서, 상대적으로 고극성의 유리 섬유나 목질 섬유 등을 균일하게 분산시켜, 매트릭스인 polyolefin에 강고하게 밀착시키는 coupling제이다. 또한, 물성 balance 향상을 돕고, 조성이 다른 복수의 수지를 보다 균질하게 혼합시키는 상용화제도 들 수 있다. BYK에서는 polyolefin 등의 무수 말레인산을 graft 하는 것으로, 그 기능을 실현하고 있다(도3).

안료나 착색제의 분산에는, 고형 타입이나 무용제 타입의 습윤 분산제라 유효하다. 안료의 응집을 억제하는 것으로 유동성이 좋아지고, 또한 안료, filler의 충전율을 올리는 것이 가능하다. 한편, 유기 변성 polysiloxane이나 wax계 입자는 내 마찰성 등 표면의 보호에 효과적이다.

열경화성 수지의 분야에서는 안료, filler의 분산 안정화, 소포제, 탈포제, rheology control제에 가하여, 내부 이형, 함침성, 분산 방지 등의 프로세스 첨가제도 이용되고 있다.

도3 다양한 수지용 첨가제