공업 화학 | 페인트

모든 페인트들은 한 가지 또는 그 이상의 고분자들을 포함하고 있다. 흔히 사용되는 라텍스(latex)와 아크릴 페인트는 결합제(binders)로 쓰이는 첨가 고분자를 포함하고 있다. 페인트 결합제는 분자 그물을 형성하여 칠하려는 표면에 안료(pigment)를 접착시키는 역할을 한다. 유성 페인트에서는 아마인유 같은 건성유 또는 수지가 결합제로 쓰인다. 모든 페인트들은 결합제 이외에 휘발성 용매나 희석제를 갖고 있다. 즉 수성 페인트의 희석제는 물이 사용되고 유성 페인트의 것은 터펜틴과 무기 용제가 사용된다.

 

라텍스 페인트는 물에서 부분적으로 중합된 스티렌과 부타디엔의 에멀젼이다. 이 라텍스 페인트는 이것을 칠한 직후에 물의 증발과 더불어 에멀젼 상태가 깨지고 이어서 스티렌과 부타디엔의 중합이 일어난다. 그리고 이 페인트는 몇 분만 경과하면 막을 형성하여 건조한 상태를 보이게 된다.

 

안료는 일반적으로 이산화티타늄(titanium dioxide, TiO₂)이고, 이것은 1977년 사용이 금지될 때까지 광범위하게 사용된 독성 화합물인 백납(white lead)[Pb(OH)₂·2PbCO₃]을 대체한 것이다.

 

스티렌-부타디엔 수지는 가장 값이 싼 결합체이지만 상대적으로 긴 건조기간, 낮은 접착력 그리고 시간이 지나면 노란색으로 변하는 성질을 갖고 있다. 폴리비닐아세테이트(polyvinyl acetate)는 스티렌-부타디엔 수지보다 약간 더 비싸지만 더 나은 개량품이다. 폴리비닐아세테이트는 내장 페인트로 라텍스 페인트들 중에서 가장 많이 사용되고 있다. 값은 비싸지만 인기를 얻은 또 다른 형태의 페인트는 아크릴수지를 포함하고 있는 아크릴 라텍스(acrylic latex) 페인트이다. 이것은 물에 더 잘 씻겨지며 빛의 손상에 훨씬 잘 견딘다. 아크릴 라텍스 페인트는 외장 페인트로서 유용하다.

 

Teflon과 유용한 불화고분자는 안정성이 커서 표면코팅제로서 유망하다. 이것은 유기구조 내에 있는 수소 원자를 불소원자로 대체한 것이다. 불화 폴리비닐리덴이 입혀진 금속은 20년간 벗겨지지 않는다.

 

건성유는 공기중의 산소와 반응하여 건조 과정을 완성시키는데 보통 콩기름과 아마인 유 등이 많이 쓰인다. 건성유와 산소의 화학반응은 산소원자가 불포화지방산 사슬 내의 C=C 이중결합 옆에 있는 탄소원자의 수소원자 위치에 들어가는 것이다.

 

 

이와 같은 교차결합에 의해 생성된 고분자의 그물구조는 페인트를 굳히고 안료를 고정시키며 페인트칠 된 표면의 갈라진 틈 속에 있는 페인트가 떨어지지 않게 한다.

 

 

 

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