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Petroleum resin(석유수지)
Petroleum resin(석유수지)
성상 : 석유수지는 나프타분해공정 중 올레핀 공정에서 생산되는 유분가운데 C6∼C8 범위의 방향족, 공액 올레핀 및 곁가지가 달린 올레핀 등을 중합하여 제조한다. 석탄계의 경우에는 콜타르의 증류로 얻어지는 쿠마론 및 인덴을 중합하여 쿠마론-인덴수지를 제조하는데 물성 및 응용분야는 석유수지와 비슷하다. 중합반응은 용매하에서 일어나게 되며, 이 때 용매로는 원료 자체에 포함되어 있는 중합되지 않는 성분을 일반적으로 많이 사용한다. 석유수지는 한 기업에서만 약 100여가지의 제품을 제조하는 등 수많은 그레이드 제품이 생산되고 있는데 성분에 따라 3가지로 분류할 수 있다. 즉 원료중의 C5유분을 원료로 하여 제조되는 지방족수지(C5 석유수지), C9을 주 원료로 하는 방향족수지(C9 석유수지), 이들 모두를 원료로 하는 C5∼C9 공중합 석유수지 등이다. 이들 그레이드는 반응성, 비중, 착색 및 휘발성 물질의 함유량에 따라 나뉘어지며 반응성은 분자량과 요오드 번호로 측정된다. C5계 석유수지 연화점은 70~100℃, 분자량은 800~2000이다. C9계 석유수지 연화점은 80~150℃, 분자량은 600~1500이다.
용도 : C5 석유수지는 고무의 점착제 및 가온용융 접착제의 점착기능 강화용 등 점·접착제 분야에 많이 사용되나 C5계만으로는 응집력이 부족하여 C9계로 점착 유지성을 개선하고 있다. 이외에 도로용 페인트로 사용되는 경우에는, 황변 현상이 없는 특성을 가지고 있으므로 주로 횐색 페인트에 사용된다. C9 석유수지는 도료 및 잉크용으로 사용된다. 즉, 페인트에 방향족 수지를 혼합할 경우 내약품성, 건조성, 밀착성 및 경도의 향상을 가져오게 된다. 도로의 교통표지 중 황색 페인트의 바인더로 사용되며 기타 인쇄잉크 및 접착제 등에 이용된다. C9·C5 공중합 석유수지는 제지의 사이징용 및 고무의 점·접착제 용도로 사용된다. 기타 석유수지의 활용분야로는 건축분야로써 바닥재, 타일 및 카페트 시공용도로 사용된다.
원료 : C5계 석유수지의 주성분은 이소프렌, 피페리렌2-메틸부텐-1 및 2 등의 공중합체이며 C9계 석유수지의 주 성분은 스티렌비닐톨루엔, α-메틸스티렌, 인덴의 공중합체이다.
제법 : 일반적으로 원료유를 friedel-graft형 촉매에 의해 양이온 중합시켜서 제조한다. 공정은 다음과 같다. 최근에는 열중합과 래디칼 중합 등 그외 중합방식에 의해 물성의 개량을 시도한 것도 보인다. 원료유(C5 또는 C9 분해유 유분)→원료조제→중합→탈촉매→세정→수지분리→플레이카→제품의 순이다. 석유수지의 생산공정은 중합방법과 수첨(수소첨가)여부에 따라 분류할 수 있다. 우선 중합방법은 촉매중합과 열중합이 있는데, C5·C9계는 촉매(주로 aluminum chloride, boron trifluoride)를 이용한 중합법을 사용하고, DCPD계는 열을 이용한 중합법을 사용한다. 촉매를 이용한 중합법은 반응 후에 촉매 및 solvent 제거라는 별도의 단계가 필요하므로 제조비용 높아지고 공정이 복잡하지만 DCPD 외에 C5·C9수지를 열중합할 경우에는 성상 및 물성이 크게 떨어져 열중합법은 주로 DCPD만 사용된다. 한편, 수소첨가는 기존 C5·C9수지 및 DCPD수지가 가지고 있는 이중결합을 끊고 단일결합(포화결합)을 만듦으로서 성상은 무색투명해지고 자외선안정성 등 전반적인 안정성이 우수해져 보다 고급수지가 된다. DCPD는 모두 수첨하여 사용되고 C5·C9수지도 일부 수첨하는데 이들 수첨수지를 통칭하여 Waterwhite(물처럼 무색투명한 성상을 의미)수지라고 부른다.
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