건축 재료: 합성수지 종류 및 특징

합성수지란 소위 말하는 플라스틱(Plastic)을 의미합니다. 이 단어의 뜻은 '특정 온도 범위에서 가소성(Plasticity)을 유지하는 물질'로서 가소성을 갖고 있는 고분자 화합물을 의미합니다. 우선 합성수지의 일반적인 특징에 대해 알아보고, 세부적으로 합성수지를 열가소성수지와 열경화성수지로 분류하여 각 종류에는 무엇이 있는지, 그리고 그 특징은 어떠한지에 대해 알아보겠습니다.

 

 

합성수지 특징 및 접합방법

합성수지는 무게가 가볍고 착색하는 것이 쉽기 때문에 가공하거나 성형하기 쉽습니다. 또한 비강도 값이 크고 내구성, 내식성, 내수성, 내충격성이 강합니다. 접착력도 좋으며 절기 절연성이 있다는 것도 장점입니다. 반면 열에 의한 수축이나 팽창이 크기 때문에 내후성과 내열성은 약하다는 것이 단점입니다. 또한 탄성계수와 압축강도 이외의 강도가 작으며 표면 강도가 약합니다.

합성수지를 접합하는 방법으로는 실리콘수지와 에폭시수지가 있습니다. 실리콘 수지(Silicon Resin Paste)는 특히 내수성이 다른 접착제에 비해 우수합니다. 또한 내열성이 200℃ 정도로 우수하며, 전기절연성과 내연성 역시 좋습니다. 텍스나 유리 섬유판, 피혁류 등 모든 재료를 접착할 수 있으며 방수제로도 사용합니다. 에폭시 수지(Epoxy Resin Paste)는 현재까지 시중에 있는 어느 접착제보다 가장 우수합니다. 내습성과 전기절연성, 내약품성 및 내수성이 우수합니다. 가격이 비싸다는 단점이 있지만, 피막이 단단하고 접착력이 강해서 항공기나 금속을 접착할 때도 사용합니다. 

합성수지의 종류는 열가소성 수지와 열경화성 수지로 나뉘는데, 다음으로는 각각의 특징에 대해 자세히 알아보겠습니다. 

 

 

열가소성 수지

열가소성 수지는 용제에 녹이거나 가열, 혹은 냉각하여 자유롭게 변형할 수 있는 합성수지입니다. 연화 온도는 약 60~80℃이며, 2차 성형이 가능하다는 장점이 있습니다. 보통 수장재에 많이 사용하며 무르다는 특징이 있습니다. 다음으로는 열가소성 수지의 종류와 특징에 대해 알아보겠습니다.

• 염화비닐수지 : 수지시멘트로 많이 사용됩니다. 성형과 착색이 용이하며 약품에 침식되지 않습니다. 내열성이 약 70℃ 정도로 낮고, 온도에 의한 신축이 크다는 특징이 있습니다.
• 초산비닐수지 : 접착제와 도료로 사용됩니다.
• 폴리에틸렌수지 : 건축용 성형품과 벽체 발포 보온판에 많이 사용되며, 저온일 때 탄성이 좋고 비교적 노화가 잘되지 않습니다. 또한 내약품성이 크다는 장점이 있습니다.
• 폴리스타이렌 수지 : 블라인드나 천장재 용도로 사용되며 내약품성과 내수성이 큽니다. 특히 발포 스티로폼은 완충재와 단열재로써 사용합니다.
• 폴리아미드수지 : 내장재로 사용되는 재료로, 내마모성과 인장강도가 우수한 인조 섬유재로서 나일론의 재료입니다.
• 메탈아크릴 수지 : 도료나 채광재료에 사용됩니다. 특징으로는 열에 약하고 재료 표면에 상처가 생기기 쉽습니다. 하지만 착색하기가 쉽고 투명도와 내약품성이 좋아 판유리의 대용으로 사용합니다.

 

열경화성 수지

열경화성수지는 그물 모양으로 고분자 화합물이 결합하여 있는 형태로, 원료를 결합할 때 물과 알코올, 염산 등을 부 생성시킵니다. 또한 한 번 열을 가해 성형을 하면 2차 성형이 불가능하다는 점이 열가소성수지와 상반되는 특징입니다. 연화온도는 130~200℃ 사이입니다. 단단하다는 특징 때문에 구조재로 많이 사용합니다.

• 페놀수지 : 전기 절연재료와 도료, 그리고 접착제로 사용합니다. 페놀수지로 베이클라이트(Bakelite)를 만들 수 있는 흑색이나 갈색의 재료입니다. 내약품성과 내수성, 전기 절연성, 내열성이 좋고 강도가 크며 단단합니다.
• 폴리에스테르수지 : 차량 구조재나 항공기, 건축 창호재를 만드는 데 사용됩니다. 유리섬유와 혼합해 FRP(Fiber Reinforced Plastics) 제품을 만들며 강도가 크고 투명하다는 특징이 있습니다.
• 멜라민수지 : 접착제나 가구의 표면을 치장하는 판으로써 사용합니다. 표면 경도가 크고 투명합니다. 또한 내열성과 내약품성도 좋습니다. 도료로 사용할 경우에는 알키드로 변형해서 사용합니다.
• 폴리우레탄수지: 방음재, 쿠션, 단열재, 줄눈재로 사용하는 재료로서 발포시키면 내약품성과 내노화성이 좋아집니다.
• 요소수지 : 식품 용기나 합판 접착제를 만드는 데 사용합니다. 착색이 가능하며 투명합니다, 내약품성과 강도가 크고, 단열성이 좋습니다.
• 에폭시수지 : 구조용 접착제나 도료로써 사용됩니다. -60℃에서 260℃까지 견디는 등 내한성과 내열성이 좋습니다.