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[Marine] 어떻게 "배"의 내구성과 퍼포먼스를 향상할까요? 2018-11-08 13:27:04

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이전 블로그 포스트에서는 산업용 원료인 셀룰로스피브릴 (MFC) 및 흄드 실리카의 특성을 다루었습니다. MFC가 표면 활성 그룹이 비슷한 넓은 표면적을 가지므로 많은 응용 분야에서 퓸드 실리카에 대한 실용적인 대안을 제공하는 방법에 중점을 두었습니다. 그러나 두 재료의 물리적 네트워크 특성이 다르므로 최종 제품에서 새롭고 흥미로운 발견을 유도할 수 있습니다.


Borregaard는 경화된 겔 코트 복합체에서 셀룰로스피브릴의 독특한 효과를 발견하였습니다 : "공기 방출 향상". 예를 들어, 내구성을 가진 외부 표면이 중요한 해양 산업에 활용될 수도 있습니다. 친수성 흄드 실리카가 들어있는 겔 코트와 비교하여 MFC를 사용하면 기공 수가 극적으로 감소합니다. 이번에는 무공해 겔 코트를 달성하기 위해 MFC의 사용방법과 boat 에서의 효과를 말씀드리겠습니다.


PORE FREE, HIGH PROTECTIVE GEL COAT CONTAINING MFC

겔 코트는 열경화성 또는 열가소성 복합 재료에 보호(protective) 및 장식(decorative) 외층으로 적용되는 코팅입니다. 그들은 주로 에폭시 또는 불포화 폴리 에스테르 수지를 기반으로 하며 해양, 운송 및 기타 산업 분야에서 다양한 용도로 사용됩니다. 갤 코트의 적용은 페인트와 유사하며 브러싱이나 스프레이로 수행됩니다. 겔 코팅은 경화되어 가교 결합된 고분자를 형성하고 자외선 분해 및 가수 분해에 대한 내성을 제공하면서 내구성이 우수하게끔 설계되었습니다 : "특히, 물 안에서의 블리스터링(blistering, 표면의 부풀음)". 겔 코트에 도포해 원하는 칙소성 (shear and time dependent) 의 점도를 부여하기 위해 퓸드 실리카 및 칙소성 첨가제 (odified glycol) 가 적용됩니다. 이러한 특성은 라미네이트에서 저장, 도포 및 경화된 상태의 적절한 겔 코트 특성을 보장하는데 필수적입니다. 최종 겔 코트 층에 다공성이 발생하면 필름의 품질을 떨어뜨리고 물 및 날씨 (UV) 내성을 약화시킵니다. 수리 및 마무리 작업에 상당한 비용을 발생시키는 일반적인 문제입니다. 공기 방출 첨가제는 보통 공기의 함유 및 기공의 형성을 감소시키기 위해 첨가됩니다. 

Borregaard (WO2010105847) 는 연구를 통해 2개의 불포화 폴리에스테르 겔 코트를 만들었습니다 : 1)친수성 퓸드 실리카와 칙소성 첨가제 및 상업적으로 이용 가능한 공기 방출 첨가제 (흄드 실리카 기준). 2)상기 세가지 첨가제를 셀룰로스피브릴 (MFC 겔 코트) 로 대체. 이 연구를 통해 퓸드 실리카의 절반 수준에서 건조한 MFC 품질을 사용하여 칙소성 (thixotropy) 과 같은 레올로지 효과와 겔 코트 안정성을 확인했습니다. 도포하는 동안 노즐에서 분무하는 능력은 퓸드 실리카보다 MFC 기반 겔 코트에서 더 나았습니다. 


경화된 겔 코트 (cured gel coat) 결과가 가장 놀랍고 예기치않게 나타났습니다 : MFC가 겔 코트에서 모든 기포를 제거했습니다. 아래의 그림1처럼 MFC 기반 겔 코트는 기공이 없는 반면, 퓸드 실리카 겔 코트는 작은 기공을 상당히 많이 가졌습니다. MFC 코팅층 전체에 기공이 없다는 것은 라미네이팅된 겔 코팅 복합체의 연삭을 통해 필름의 다양한 침투 깊이에서 확인되었습니다. 대조적으로, 실리카 샘플은 조사된 모든 깊이의 조사 깊이에서 상당한 수의 공극을 나타냈습니다. 공기 방출 효과의 메커니즘은 아마도 MFC의 물리적 특성과 관련이 있을 것입니다. 길고 얇은 피브릴의 3 차원 웹은 발화시 또는 적용 과정에서 발생하는 공기를 포착하고 겔 코트 경화 전 또는 도중에 포획된 공기를 신속하게 방출할 수 있습니다.


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그림1. (A)microfibrillated 셀룰로오스, 0 pores / cm2  및 (B)272 ± 22 pores / cm2 퓸드 실리카 겔 코트. 겔 코트를 1.5 % 과산화수소와 혼합하고 젖은 필름 두께가 800 μm가 될 때까지 애플리케이터 IPG-8000을 사용하여 납작한 수직 유리 섬유 판에 뿌렸습니다. 2개의 경화된 겔 코트의 면적 공극 밀도는 상부 표면층을 분쇄하고 광학 현미경을 사용하여 각각 1㎠의 100 제곱에 대한 공극 (백색 점)을 계수하여 나온 평균 공극 개수, cm2.

 

MFC can provide an innovative additive for future green composites.

 

기준이 되는 '첨가제 키트 / 도구 상자'에서 응용기술 혁신에 개방적이고 탐구적인 새로운 원료 물질을 시험하면 최종 제품에 예상치 못한 유익한 영향을 미칠 수 있습니다. MFC는 겔 코트 제형에 사용되는 전형적인 재료는 아니지만, 레올로지 개질 및 칙소성 첨가제와 같은 입증된 기능을 가지고 있습니다. 더욱이 놀랍게도 MFC가 포함된 겔 코트는 기공 형성을 완전히 피할 수 있음을 보여주었습니다. 이 흥미로운 공기 방출 효과의 메커니즘은 MFC의 물리적 네트워크 구조와 관련이 있습니다.


다공성을 줄이는 것은 복합재 제품의 수명을 늘리는 데 가장 중요합니다. 또한, 특히 보트의 경우, 물 흡수로 인한 중량 증가 및 연료 소비를 방지합니다. 겔 코트의 휘발성 유기물 함량 (VOC)을 낮추라는 요구는 겔 코트 점도의 증가를 의미하며, 이는 다시 효과적인 공기 배출 제제의 중요성을 높여줍니다. 셀룰로오스피브릴은 GREEN and non-VOC 물질입니다. MFC는 미래의 높은 보호성, 환경 친화적인 겔 코트를 위한 새로운 레올로지 및 공기방출 에이전트가 될 거라는 생각이 드시나요?

 

엑실바 MFC의 샘플이 필요하시거나 상담이 필요하시면 태왕교역(02-459-8333)으로 언제든지 문의주시기 바랍니다.

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