와 함께 일렉트로닉스,자동차 등의 높은 부가가치 재료로 더욱 용도가 확대될것으로 전망된다.
② 요소수지
요소수지는 성형물, 페인트, 접착제등에 사용되며, 제법은 다음과 같다. 요소와 포름알데히드를 1 : 1.4~2.0몰비로 혼합하고 반응액의 pH를 7~8로 유지하기 의하여 암모니아, 수산화나트륨등을 가하여 약알카리성으로 조절한다. 반응온도와 시간은 요소와 포름알데히드의 몰비, 건조조건 등에 따라 다르지만, 일반적으로 1:1.5몰비일때는 30~40℃에서 2~3시간동안 반응시키며, 이때 만약 70℃정도에서 축합시킬 경우에는 pH를 7.2로 조절하여 30분간 반응시키며, 1:2.0몰비시에는 40~45℃에서 1.5~2시간 정도가 적당하다.
성형물의 성질로서 내열성은 페놀수지보다 나쁘지만 100℃이하의 온도에서 연속적으로 사용할 수 있다. 내약품성의 면에서 유기용매나 유류에는 강하지만 내수성, 내노화성등이 나쁘므로 외부에서나 고업용으로 사용할 때에는 서전에 충분히 검토하여야 한다. 수지는 무색이며 백색펄프를 충진재로 사용하므로 희망에 따라 착색 할 수 있다. 전기적 성질이 좋으며 특히 아아크방전한 후에 절연성이 다른 수지보다 우수하다.
요소수지의 최대의 특징은 값이 싸고 자유롭게 착색할 수 있다는 점이다. 단추, 잡화일용품, 전기부품등에 널리 이용된다. 이밖에도 요소수지는 섬유가공제, 종이가공제등에 많이 이용된다.
③ 멜라민수지
멜라민수지의 분자식은 C3H6N5 , 분자량 126.13, 백색단사정계의 결정, 비중 1.57(14℃), 융점 354℃이다. 멜라민수지의 특징은 표면경도가 크고 滑質이면서 아름답고 내수성, 내열성에서는 페놀수지와 비슷하다. 특히 페놀수지에서는 불가능한 착색을 할 수 있다. 기타 내약품성도 우수하며 성형의 수축팽창도 적으며 전기적으로는 내아크성이 좋다. 멜라민 125부(1몰)과 30%의 중성 포르말린 225부(2.25몰)을 교반시켜서 물에서 가열한다. 약 30분이 지나면 수지가 생긴다. 여기서 빠르게 냉각시키면 멜라민수지 235부를 얻는다. 셀룰로오즈 분말 50부와 잘 혼합해서 70~80℃에서 공기중에서 2시간 가열, 건조해서 스테아린산 아연 0.5부를 혼합시켜 분쇄하면 성형용 컴파운드를 얻는다.
페인트 분야에서는 요소수지보다 더 나은 성능이 요구될 때 알키드수지 등에 첨가해 사용하는데 스토브나 가스레인지와 같이 고온에서 변색을 방지하고자 할 때나 세탁기처럼 높은 내가수분해성이 요구될 때 사용한다. 종이처리나 섬유처리용은 작용은 요소수지와 유사하나 더 나은 성능이 요구될 때 사용한다.
요소수지에 비해 가격이 비싸지만 인쇄용지에 함침시켜 가열, 가압시켜 만든 화장판은 이러한 수지의 특징을 살려 활발히 보급되고 있으며 페인트용에서도 신장세를 보이고 있다. 또 요소수지의 내수성 향상을 위해 공축합 시킨 것은 섬유 등의 수지가공용에서 많이 사용되면서 성형품으로는 식기 등이 주류를 보이지만 기계부품, 약품용기 등에 사용된다. 적층품은 내아크 절연에 사용된다. 멜라민 단독수지외에 1류 합판용 접착제로 멜라민·요소 공축합수지는 일본에서 많이 사용된다. 요소 단독 수지는 11류 합판용 접착제로 사용되나 멜라민과 공축합시키는데 따라서 내수, 접착력이 크게 개선되어 콘크리트, 보트 하드보드 등의 제조용 접착제로 사용된다.
④ 에폭시수지
에폭시수지는 분자내에 2개이상의 에폭시기를 가지는 화합물이며, 제2차대전중에 경이적인 성능을 가진 접착제로서 개벌되어, 최근에는 주물품, 성형품, 페인트 등에 널리 사용되고 있다. 이수지는 에푹시기의 개환 반응에 의해 최종적인 에폭시수지를 생성하는 것으로서 현재 공업적으로 이용되는 방법은 비스페놀A와 ECH와의 축합 생성물이다. ECH와 다가 페놀과의 반응은 60~120℃에서 수산화나트륨, 기타 촉매를 사용하여 배합량 및 반응조건에 따라 평균 분자량이 350~7000인 각종 수지가 제조된다.
에폭시 수지는 여러 가지 타입이 있으나 비스페놀 A-ECH수지, 에폭시 노볼락 수지 지환성 에폭시 수지, 브롬화 에폭시 수지, 지방산 에폭시 수지, 다관능성 에폭시 수지 등이 주를 차지한다. 에폭시 수지는 각종 경화제에 의해 망목구조로 된다. 경화제의 선택은 최종제품의 특성이 결정되므로 베이스 레진을 선택하는 것과 동일하게 중요하다. 비스페놀 A형 에폭시 기본 수지는 알칼리 존재 하에서 비스페놀 A와 에피클로로히드린의 축합반응에 의해 생성되는 전형적인 축합 고분자이다.
축합 고분자 제조 시 일반적으로 문제가 되는 저분자량 생성물인 물의 효과적인 제거가 수지생산의 수율을 높이는 관건이 되며, 여기서는 NaCl을 세정하는 용이도나 세정의 정도가 수지생산의 수율뿐 아니라 에폭시 수지의 품질을 결정하는 주요한 인자가 된다. 일반적으로 에폭시 수지의 분자량은 투입되는 원료, 즉 비스페놀 A와 에피클로로히드린의 몰비를 조절해 변화시킨다. 몰비가 1에 가까이 갈수록 분자량이 증가하지만 실제 고분자량의 에폭시 수지(고형 수지)를 제조할 때는 저분자량의 에폭시 수지에 다시 비스페놀 A를 첨가하여 반응을 진행시기는 2단계 제조방법도 이용되고 있다.
에폭시 수지는 내열성, 전기 절연성 등이 뛰어 뛰어난 특성을 갖고 있지만, 단독으로 사용되는 경우는 거의 없고 경화제와 함께 사용된다. 또 무기물과의 융화력이 좋기 때문에 실리카와 산화티탄 같은 충전제, 보강제와 조합하여 사용하는 경우가 많다. 에폭시 수지는 이들 경화제와 충전제, 보강제의 차이에 따라 물성이 크게 달라지기 때문에 폭넓은 용도가 개발되고 있다.
에폭시 수지는 그 접착성을 살린 도료, 프린트 배선기판과 IC봉지재료 등의 전기 전자부품, 접착제 등에 이용되고 있다. 컴퓨터기기,VCR같은 전기 제품의 신장이 배경이 되고 있으며 프린트배선 기반과 IC봉지재의 경우 30%이상의 신장을 기록했다.
*경화제 : 에폭시 수지는 경화재에 따라서 그 특성이 좌우된다. 에폭시수지의 경화재료는 아민류, 산무수물 등이 있다. 이들은 효과적으로 사용함으로써 강인하고 우수한 재료가 되지만 반면, 내충격성이 결핍되기도 한다. 이 결점은 희석제등을 사용하여 보충하여 사용여하에 따라 장점을 살릴 수 있는 재료이기도 하다.