KR100513746B1

KR100513746B1 - 알루미늄 자동차 판넬의 접합부 충전용 페이스트상 조성물

Info

Publication number: KR100513746B1
Application number: KR10-2003-0044686A
Authority: KR
Inventors: 정유동; 주후령; 홍덕표
Original assignee: 현대자동차주식회사; 헨켈코리아 주식회사
Priority date: 2003-07-02
Filing date: 2003-07-02
Publication date: 2005-09-08
Also published as: KR20050004489A

Abstract

본 발명은 알루미늄 자동차 패널의 접합부 충전용 페이스트상 조성물에 관한 것으로서, 스티렌부타디엔(SBR)계 고무, 클로로프렌(Chlroprene)계 고무, 비스페놀-A형 에폭시계 수지 및 아크릴계 수지를 기재로 하고, 여기에 산화칼슘(CaO), 실리카(Silica), 코팅 탄산칼슘(CaCO₃), 충전제, 카본블랙(Carbon Black), 디시안디아미드(Dicyandiamide), 디벤조일-p-퀴논디옥사이드, 디페닐아민, 디옥틸프탈레이트를 일정량 함유시켜 알루미늄 자동차 판넬의 접합부 충전용 페이스트상 조성물을 제조함으로써, 상기 조성물을 점 또는 선으로 알루미늄 패널에 실링한 후 판넬 접합부에 적용하여 자동차 도장 건조로의 열에 의해 경화되어 패널 간극의 접합 및 보강함과 동시에 판넬간의 접착과 실링을 우수하게 하는 알루미늄 자동차 패널의 접합부 충전용 페이스트상 조성물에 관한 것이다.

Description

알루미늄 자동차 판넬의 접합부 충전용 페이스트상 조성물{The composition of paste phase for filling up the joining region of aluminum panels for automotive application}

본 발명은 알루미늄 자동차 판넬의 접합부 충전용 페이스트상 조성물에 관한 것으로서, 스티렌부타디엔(SBR)계 고무, 클로로프렌(Chlroprene)계 고무, 비스페놀-A형 에폭시계 수지 및 아크릴계 수지를 기재로 하고, 여기에 산화칼슘(CaO), 실리카(Silica), 코팅 탄산칼슘(CaCO3), 충전제, 카본블랙(Carbon Black), 디시안디아미드(Dicyandiamide), 디벤조일-p-퀴논디옥사이드, 디페닐아민, 디옥틸프탈레이트를 일정량 함유시켜 알루미늄 자동차 판넬의 층간 충전용 페이스트상 조성물을 제조함으로써, 상기 조성물을 알루미늄 패널접합부에 적용하여 패널접합부을 보강함과 동시에 패널간의 접착과 실링을 우수하게 한 알루미늄 자동차 패널의 접합부 충전용 페이스트상 조성물에 관한 것이다.

최근 차량의 경량화를 위하여 기존 강판을 대체하여 차체 판넬의 후드(hood), 트렁크리드(trunk-lid), 도어(door), 루프(roof) 등에 알루미늄 패널을 적용하는 경우가 증가하고 있으나, 알루미늄 패널 적용시 알루미늄 패널의 면적이 크고 외력에 의해 쉽게 변형이 됨으로 외부패널(outer panel)과 보강해줄 내부패널(inner panel)에 실링용 조성물을 적용하게 되는데, 기존의 강판에 적용되는 충전용 조성물은 알루미늄 패널과의 충분한 접착력 및 강도를 가지지 못하는 문제가 발생한다(도 1 및 2 참조).

일반적으로 알루미늄 자동차 패널 사이에 적용되는 접합부 충전용 조성물은 상온 보관상태에서 반응하지 않다가, 알루미늄 차체패널에 적용시에는 차량의 조립후 도장 건조로 통과시 자동적으로 경화와 접착이 이루어지면서 차체의 구조적인 접착, 수밀, 기밀을 하게 되므로 사용이 간편하고 알루미늄 차체패널의 접합부에 높은 강도로 접착을 하게 되어 차량 용접을 하지않고 미려한 외관을 얻는 효과를 얻어야 한다.

그러나, 현재까지는 알루미늄 판넬의 접합부 충전부를 마감해주는 소재의 개발이 되어있지 않아 기존 패널용 제품으로는 접착이 이루어지지 않는 문제로 알루미늄 차량의 모델 개발시 장애가 되었으며, 차량 조립공정에서 용접작업을 함으로서 외판의 균열 및 크랙(crack)발생 등이 있어 생산차량의 품질저하 등 많은 시간적, 공간적, 물적손실과 작업상 어려움이 많았었다

이와 같은 결점을 개선하기 위하여 알루미늄 차체패널용 접합부 충전제에 관한 연구가 부단하게 진행되어 왔으나 현재까지 알루미늄 패널에 적용하는 경우 접착과 충전기능을 하는 조성물은 개발된 바 없었다. 따라서, 알루미늄 차체에 적합한 조성물의 개발이 절실히 요구되어 지고 있다.

이에, 본 발명은 상기와 같은 알루미늄 차체 판넬간의 접합부 충전 문제를 해결하기 위해 스티렌부타디엔(SBR)계 고무, 클로로프렌(Chlroprene)계 고무, 비스페놀-A형 에폭시계 수지 및 아크릴계 수지를 기재로 하고, 여기에 산화칼슘(CaO), 실리카(Silica), 코팅 탄산칼슘(CaCO₃), 충전제, 카본블랙(Carbon Black), 디시안디아미드(Dicyandiamide), 디벤조일-p-퀴논디옥사이드, 디페닐아민, 디옥틸프탈레이트를 일정량 함유시켜 알루미늄 자동차 패널의 접합부 충전용 페이스트상 조성물을 제조하여 알루미늄 패널과의 접착강도를 확보하면서 접착, 보강, 진동흡수등의 특성을 만족함을 특징으로 하여 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명은 알루미늄 패널의 패널간극 및 접합부를 보강함과 동시에 접착과 실링를 개발하여, 자동차 조립라인에서 조성물을 적용하여 차체의 변형(deformation), 뒤틀림(torsion), 내구성(durability)등도 향상시킬 수 있고, 작업이 용이하면서 전착오븐에서 상기 조성물이 경화되도록 하여 차체 판넬의 층간부를 충전하도록 함으로써, 알루미늄 패널 접합부의 방청효과를 나타낼 수 있는 알루미늄 자동차 패널의 접합부 충전용 페이스트상 조성물을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명은 스티렌부타디엔(SBR)계 고무 5 ∼ 20 중량%, 클로로프렌(Chlroprene)계 고무, 3 ∼ 15 중량%, 비스페놀-A형 에폭시계 수지 5 ∼ 20 중량%, 아크릴(Acrylic resin)계 수지 5 ∼ 13 중량%를 기재로 하고,

산화칼슘(CaO) 1 ∼ 3 중량%, 실리카(Silica) 15 ∼ 45 중량%, 코팅 탄산칼슘(CaCO3) 10 ∼ 25 중량%, 탈크, 탄산칼슘 및 산화아연 중에서 선택된 충전제 10 ∼ 20 중량%, 카본블랙(Carbon Black) 3 ∼ 9 중량%, 디시안디아미드(Dicyandiamide) 0.2 ∼ 3 중량%, 디벤조일-p-퀴논디옥사이드 0.5 ∼ 2 중량%, 디페닐아민 0.5 ∼ 1 중량%, 디옥틸프탈레이트 10 ∼ 30 중량%가 함유된 알루미늄 자동차 판넬의 접합부 충전용 페이스트상 조성물을 그 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 알루미늄 자동차 패널의 접합부 충전을 위한 조성물에 관한 것으로, 그 조성성분에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에서 기재로는 스티렌부타디엔(SBR)계 고무 5 ∼ 20 중량%, 클로로프렌(Chlroprene)계 고무, 3 ∼ 15 중량%, 비스페놀-A형 에폭시계 수지 5 ∼ 20 중량% 및 아크릴(Acrylic resin)계 수지 5 ∼ 13 중량%를 사용한다. 상기 스티렌부타디엔계 고무의 사용량이 5 중량% 미만이면 접착력 및 제진성능이 저하 되고, 20 중량%를 초과하면 접착력은 증가하나 고무 성질의 문제로 작업성이 저하되는 문제점이 있다. 또한, 상기 클로로프렌계 고무는 3 중량% 미만이면 밀착성과 저온충격성이 부족하여 박리 등의 우려가 있고, 15 중량%를 초과하면 밀착성은 증가하나 작업성 및 토출성이 저하가 발생될 우려가 있다. 상기 접착성 및 강도가 우수한 에폭시계 수지는 5 중량% 미만이면 가공성의 저하와 접착성이 낮아질 수 있으며, 20 중량%를 초과하면 적용시 유동성 문제와 크랙현상과 경도가 높아지는 문제가 있게된다. 상기 아크릴계 수지는 5 중량% 미만이면 탄성이 저하될 우려가 있고, 13 중량%를 초과하면 점탄성은 증가하나 가공성이 저하될 우려가 있다.

본 발명에서 흡습제로 사용하는 산화칼슘(CaO, 95%이상)은 전체 조성물 중에 1 ∼ 3 중량% 사용하며, 만일 그 사용량이 1 중량% 미만이면 조성물이 경화된 후 기포 및 핀홀 등이 발생될 수 있고, 3 중량%을 초과하면 경도가 증가하고 내수성이 저하되는 문제가 있다.

본 발명에서 증점, 접착성, 요변성 특성을 부여하고, 조성물의 유동성을 방지하는 작용을 하는 기능성 충전제인 실리카(Silica)는 전체 조성물 중에 15 ∼ 45 중량% 사용하며, 만일 그 사용량이 상기 범위를 벗어나면 증점, 접착성 등의 상기와 같은 작용이 저하되는 결점이 있으므로 상기 첨가량이 가장 바람직하다.

본 발명에서 충전제로 사용되는 코팅 탄산칼슘(CaCO₃)은 일반 플라스틱에 첨가되는 공지의 첨가제로서 전체 조성물 중에 10 ∼ 25 중량% 사용하며, 만일 그 사용량이 10 중량% 미만이면 그 효과가 미약하고, 25 중량%를 초과하면 더 이상의 효과가 나타나지 않으므로 상기에 제한된 양이 가장 바람직하다.

본 발명은 공지의 탈크, 탄산칼슘 및 산화아연 중에서 선택된 충전제를 전체 조성물 중에 10 ∼ 20 중량% 사용하며, 만일 그 사용량이 10 중량% 미만이면 그 효과가 미약하며, 20 중량%를 초과하면 비경제적인 문제가 있다.

본 발명에 따른 조성물의 도전성을 위해 사용하는 도전성 카본블랙(Carbon Black)은 전체 조성물 중에 3 ∼ 9 중량% 사용하여, 만일 그 사용량이 3 중량% 미만이면 도전성의 저하와 강도가 저하되는 문제점이 있고, 9 중량%를 초과하면 점도가 상승하여 작업성이 저하되고 가소제 함량의 증가로 접착력이 낮아질 우려가 있다.

본 발명에서 에폭시 수지의 경화제로 사용하는 디시안디아미드는 전체 조성물 중에 0.2 ∼ 3 중량% 사용하며, 만일 그 사용량이 0.2 중량% 미만이면 경화효과가 미약하고, 3 중량%를 초과하면 더 이상의 효과가 나타나지 않아 비경제적이다. 특히, 디시안디아미드는 공지된 에폭시수지용 경화제이다.

본 발명에서 고무가황제로 사용하는 디벤조일-p-퀴논디옥사이드는 전체 조성물 중에 0.5 ∼ 2 중량% 사용하며, 만일 그 사용량이 0.5 중량% 미만이면 그 효과가 미약하고, 2 중량%를 초과하면 비경제적인 문제가 있다.

본 발명에서 내구성 향상을 위해 사용하는 노화방지제인 디페닐아민(N-nitroso diphenylamine)은 전체 조성물 중에 0.5 ∼ 1 중량% 사용하며, 만일 그 사용량이 0.5 중량% 미만이면 그 효과가 미약하고, 1 중량%를 초과하면 비경제적인 문제가 있다.

본 발명에서 작업성 및 가소성 향상을 위해 사용하는 디옥틸프탈레이트는 전체 조성물 중에 10 ∼ 30 중량% 사용하며, 만일 그 사용량이 10 중량% 미만이면 그 효과가 미약하며, 30 중량%를 초과하면 비경제적인 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 조성성분을 사용하여 통상의 방법으로 얻은 점도 1,500 ∼ 3,000 PS/20 ℃(점도계: BROOKFIELD, RVDV II)인 페이스트상의 조성물을 포함한다. 또한, 상기 본 발명의 조성물은 비중 1.7 이하의 검정색 또는 회색의 페이스트상의 조성물이 된다.

이하 실시예에 의거하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하고자 하는바, 다음 실시예에 의하여 본 발명이 제한되는 것은 아니다.

실시예 1 ∼ 2

다음 표 1에 나타낸 조성 및 함량으로 저속의 니더(Kneader)을 이용하여 균일하게 배합하여 상분리가 되지 않도록 안정한 조성물을 만들되 배합이 어려운 충진제등의 고상 원료를 먼저 투입하여 교반하면서 균질의 페이스트를 얻은후 혼입된 공기와 수분을 제거하고 깨끗한 표면을 형성하기 위하여 감압하면서 교반하여 페이스트상의 조성물을 제조하였다.

시험예 1.

상기 조성물을 이용하여 시험방법은 자동차용 시험기준인 KS M 2095 및 KS F 2808에 준하여 물성을 측정하였으며 그 결과를 표 2에 나타내었다.

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 조성물은 알루미늄 판넬과의 접착강도를 확보하면서 실런트의 제반특성을 만족함을 확인하였다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 조성물은 알루미늄 패널접합부에 적용하여 패널간극의 보강과 진동감소와 동시에 패널간의 접착과 실링을 우수하게 한다.

도 1은 자동차용 충전재를 나타내는 측단면도를 나타낸 것이다.

도 2은 자동차용 충전재를 나타내는 다른 비교 측단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 충전제 11 : 내부패널(Inner Panel)

12 : 외부패널(Outer Panel)

Claims

스티렌부타디엔(SBR)계 고무 5 ∼ 20 중량%, 클로로프렌(Chlroprene)계 고무, 3 ∼ 15 중량%, 비스페놀-A형 에폭시계 수지 5 ∼ 20 중량%, 아크릴(Acrylic resin)계 수지 5 ∼ 13 중량%를 기재로 하고,

산화칼슘(CaO) 1 ∼ 3 중량%, 실리카(Silica) 15 ∼ 45 중량%, 코팅 탄산칼슘(CaCO₃) 10 ∼ 25 중량%, 탈크, 탄산칼슘 및 산화아연 중에서 선택된 충전제 10 ∼ 20 중량%, 카본블랙(Carbon Black) 3 ∼ 9 중량%, 디시안디아미드(Dicyandiamide) 0.2 ∼ 3 중량%, 디벤조일-p-퀴논디옥사이드 0.5 ∼ 2 중량%, 디페닐아민 0.5 ∼ 1 중량%, 디옥틸프탈레이트 10 ∼ 30 중량%가 함유된 것임을 특징으로 하는 점도가 1,500 ∼ 3,000 PS/20℃인 것을 특징으로 하는 알루미늄 자동차 패널의 접합부 충전용 페이스트상 조성물.