Synthesis and Properties of UV-curable Polyurethane Acrylates with Poly(dimethyl siloxane)s

Abstract

Pre-coated metal (PCM)은 가공 전에 도장되어 있는 강판을 의미하며, 이미 도장이 되어 있기 때문에 제조 공정에서 도장 공정을 생략할 수 있어 생산성을 크게 향상시켰다는 평가를 받고 있다. PCM은 주로 가전제품 또는 차량의 외장재로 주로 사용되며, 이 때 강판의 표면 보호를 위해 코팅을 적용한다. 기존의 열 경화에 의한 코팅의 경우, 경화 과정에서 휘발성 유기 화합물 (VOCs)의 발생으로 친환경적이지 못하며 이를 대체한 방법이 UV에 의한 광경화형 코팅이다. 광경화형 코팅제는 VOCs 함량이 거의 0에 근접하므로 친환경적이며 주로 이용되는 코팅제 성분으로는 우수한 기계적 물성, 가공성 및 기재와의 부착성을 가지는 폴리우레탄 아크릴레이트가 주로 이용되고 있다. 특히, 여러 물성 중 표면특성은 코팅분야에서 가장 중요한 물성 중 하나이며 이를 향상하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 PCM 표면 코팅의 표면특성향상을 위해 폴리우레탄 아크릴레이트의 구조 내에 poly(dimethyl siloxane) (PDMS)을 도입하였다. 소량의 PDMS 도입을 통해 낮은 표면에너지를 가지는 PDMS의 표면농축을 유도하였으며, 벌크함량에 비해 표면에서의 실리콘의 표면농축이 매우 우세한 것으로 나타났다. 따라서, 낮은 표면에너지를 갖는 물질의 도입을 통한 코팅의 표면특성향상은 PCM 코팅의 적용가능성을 확대시킬 것으로 기대된다.