Synthesis and Characterisation of Acrylic-Modified Water-Reducible Alkyd Resin 1. Modification by TMPTA Graft Copolymerization

수용성 아크릴 변성 알키드수지의 합성과 물성 1.TMPTA그라프트 공중합에 의한 변성

The basic medium oil modified alkyd resin was synthesized from linseed oil fatty acid(LOFA), phthalic anhydride(PAA), trimellitic anhydride(TMA ), and trimthylol propane(TMP) by condensation polymerization at $230^{\circ}C$. TMPTA modified water-reducible alkyd resins were synthesized with TMPTA graft copolymerization onto the basic resin at $180^{\circ}C$. Acid value of the resin was controlled by the addition of TMA and N,N-Dimethylethanol amino(DMEA) was used as an neutralizing agent to prepare water-reducible alkyd. To evaluate the optimum formulation for anionic alkyd resin, water proofness and water reducibility were estimated from the acid value or TMA contents. The effect of TMPTA on the graft copoymerization of the resin was studied by measuring molecular weight, glass transition temperature(Tg), viscosity, and gel contents. The suitable balance of water proofness and water reducibility of the resin was obtained at range of 5.3~7.0wt.% of TMA contents or 40~50 of acid value of basic resin. The molecular weight, viscosity, and gel contents of water-reducible alkyd resin were increased according to the TMPTA graft copolymerization, but Tg was decreased.

Linseed oil fatty acid(LOFA), phthalic anhydride(PAA) 및 trimellitic anhydride(TMA), trimethylol propane(TMP)을 사용하여 기본적인 유장(oil length) 50%의 중유성 알키드를 합성하고 trimethylol propane triacrylate (TMPTA)를 그라프트 공중합시켜 수용성 TMPTA 변성 알키드수지를 제조하였다. 알키드수지의 산가는 TMA함량으로 제어하였으며, 수용화에는 N,N-Dimethylethanol amino(DMEA)를 중화제로 사용하였다. TMA함량에 따른 산가별 내수성 및 수용화의 최적조건을 산출한 후, TMPTA의 첨가량 변화에 의한 분자량, 유리전이온도, 수용화 후의 점성도, 그라프트율을 측정하였으며, 멜라민 수지를 사용하여 가교시킨 막의 경화온도별 겔분율변화를 조사하였다. TMA첨가량 5.3~7.0%, 산가 40~50의 범위에서 알키드 수지의 내수성과 수용화가 가장 좋은 균형을 나타냈으며, 변성 알키드수지의 경우 TMPTA의 양이 증가할수록 분자량, 수용액의 점성도, 겔분율은 증가하였으나, 유리전이온도(Tg)는 감소하였다. 고형분 함량에 따른 점성도 변화는 고형분 40%일 때보다 50%일 때가 점성도가 낮게 나타났으며 중화도에 따른 수용액의 점성도 변화는 중화도가 높을수록 점성도는 낮아지나 중화도 100~110 사이에서는 거의 변화가 없음을 알 수 있었다. TMPTA의 그라프트율은 TMPTA의 첨가량이 4wt%인 때가 가장 높게 나타남이 확인되었다.