KR100763409B1 - Structural Adhesive Sealer Composition for Metal Bonding using Recycled Waste Paint - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동차, 전자부품 산업의 도장공정 폐페인트를 함유한 금속접합용 구조접착 sealer 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폐페인트내 잔존하고 있는 기능성 활성기(-COOH, -OH, -NH2 등)를 함유수분 탈수 공정중에 소실되지 않고 그대로 보존유지 할 수 있도록 물리화학적 하이브리드 탈수법에 의해 제조된 폐페인트 분말은 수지내 혼화성, 분산성, 반응성을 가져 에폭시 대체 재생수지(대체효율:50중량%)로 적용가능하므로, 이를 이용한 금속접합용 구조접착 sealer 조성물에 관한 것이다. 상기의 본 발명을 위하여 에폭시화 대두유 변성 이관능성 에폭시와 물리화학적 하이브리드 탈수법에 의해 제조된 폐페인트 분말(입경:5~50㎛, 함수율:<5%)의 배합비가 1:1 중량비가 되도록 주수지를 구성하고, 상기의 주수지에 경화제, 경화촉진제, 고무중합체, 계면활성제, 가소제, 열안정제, 흐름방지제, 무기충진제로 구성되는 것을 sealer로서 특히 자동차 차체강판 접합부 또는 결합부(DOOR HINGE REINFORCE, ROOF RAIL, FRONT PILLAR REINFORCE등)의 강성 향상을 목적으로 하고 폐페인트 수지 대체효율이 50중량%까지 가능한 가열경화성 일액형 구조접착 sealer 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a structural adhesive sealer composition for metal bonding containing waste paint in the automotive and electronic component industries, and more particularly, functional activators remaining in the waste paint (-COOH, -OH, -NH2, etc.). The waste paint powder produced by the physicochemical hybrid dehydration method can be preserved as it is not lost during the water dehydration process, and it has the miscibility, dispersibility, and reactivity in the resin to replace the epoxy recycled resin (alternative efficiency: 50% by weight). The present invention relates to a structural adhesive sealer composition for metal bonding using the same. For the present invention, the mixing ratio of the epoxidized soybean oil modified bifunctional epoxy and waste paint powder (particle size: 5-50 μm, water content: <5%) prepared by the physicochemical hybrid dehydration method is 1: 1 by weight. The resin is composed of a hardener, a curing accelerator, a rubber polymer, a surfactant, a plasticizer, a heat stabilizer, a flow inhibitor, and an inorganic filler in the main resin, and in particular, the automobile body steel joints or joints (DOOR HINGE REINFORCE, ROOF RAIL, FRONT PILLAR REINFORCE and the like, and a heat-curable one-component structural adhesive sealer composition capable of replacing waste paint resin up to 50% by weight.
구조접착 실러, 폐페인트 분말, 에폭시화 대두유 변성 에폭시, 대체재생수지Structural Adhesive Sealer, Waste Paint Powder, Epoxidized Soybean Oil Modified Epoxy, Alternative Recycled Resin
Description
도1은 본 발명에 따른 활성기 함유 폐페인트 분말과 에폭시 수지의 혼화시 수지간 결합 형상 예상도Figure 1 is a predicted bond shape between the resin upon mixing of the active group-containing waste paint powder and epoxy resin according to the present invention
도2는 재생 폐페인트 첨가량에 따른 유리전이온도(Tg) 변화 측정 결과2 is a measurement result of the glass transition temperature (Tg) change according to the amount of recycled waste paint added
본 발명은 자동차 및 전자부품 산업의 도장공정에서 발생된 폐페인트를 기능성 소재로 재생하여 이를 이용한 금속접합용 구조접착 실러 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 에폭시화 대두유 변성 이관능성 에폭시와 물리화학적 하이브리드 탈수법에 의해 제조된 폐페인트 분말(입경:5~50㎛, 함수율:<5%)의 배합비가 1:1 중량비가 되도록 주수지를 구성하고, 상기에 경화제, 경화촉진제, 고무중합체, 계면활성제, 가소제, 열안정제, 흐름방지제, 무기충진제로 구성되는 sealer로서 특히 자동차 차체강판 접합부 또는 결합부(DOOR HINGE REINFORCE, ROOF RAIL, FRONT PILLAR REINFORCE등)의 강성 향상을 목적으로 하고 폐페인트 수지 대체효율이 50중량%까지 가능한 가열경화성 일액형 구조접착 실러 조성물에 관한 것이다. The present invention relates to a structural adhesive sealer composition for metal bonding using recycled waste paint generated in the coating process of the automobile and electronic parts industry as a functional material, and more particularly, epoxidized soybean oil modified bifunctional epoxy and physicochemical hybrid. The main resin is constituted so that the mixing ratio of the waste paint powder (particle size: 5-50 µm, water content: <5%) prepared by the dehydration method is 1: 1 by weight, and the curing agent, the curing accelerator, the rubber polymer, and the surfactant are described above. , Plasticizer, heat stabilizer, flow inhibitor, inorganic filler, especially for automobile body steel joints or joints (DOOR HINGE REINFORCE, ROOF RAIL, FRONT PILLAR REINFORCE, etc.) It relates to a heat-curable one-component structural adhesive sealer composition capable of up to 50% by weight.
본 발명에 사용된 폐페인트 분말은 출원번호 10-2005-0005704의 "하이브리드 탈수법을 이용한 활성기 함유 폐페인트 분말 제조방법"에 따라 제조하여 폐페인트내 기능성 활성기(-COOH, -OH, -NH2 등)가 잔존하고 있으므로 혼화성, 반응성을 가져 종래 사용중인 금속접합용 구조접착 실러 조성물의 주수지 대체 효과를 얻을 수 있다. 종래 폐페인트 재활용 소재를 이용하는 기술이 활성화되지 못하는 가장 큰 원인으로는 도장공정에서 고화되기전의 폐페인트를 활용한 저급용도의 재생페인트 제조 또는 단순 물리적 탈수 및 소각에 의한 비활성분말 소재화 연구가 주로 이루어져 왔기 때문이다. 이런한 비활성 재생소재는 저가의 무기충진제를 대체하는 일반용도로서 이용되기 때문에 경제성이 떨어지고 수요적용처도 적어 재활용을 통한 페인트 폐기물 감량화 효과 떨어지는 원인이 되고 있다. 이러한 이유로 본 발명에서 제안하는 활성기 존재 폐페인트 분말을 함유하는 구조접착 실러 조성물은 주원료인 고가의 수지대체를 목적으로 하기 때문에 종래 기술과는 차별화된다.The waste paint powder used in the present invention is prepared according to the "method of preparing an active group-containing waste paint powder using hybrid dehydration method" of Application No. 10-2005-0005704 (-COOH, -OH, -NH2, etc.) ) Is compatible with the main resin because it has miscibility and reactivity, the effect of replacing the main resin of the structural bonding sealer composition for metal bonding in use conventionally. The main reason why the technology using the conventional waste paint recycling material is not activated is mainly researching the manufacture of low-use recycled paint using waste paint before solidification in the painting process, or researching the inert powder material by simple physical dehydration and incineration. Because I came. This inert recycled material is used as a general purpose to replace the low-cost inorganic fillers because it is less economical and less demanding applications, causing the reduction of the paint waste reduction effect through recycling. For this reason, the structural adhesive sealer composition containing the active group present waste paint powder proposed in the present invention is differentiated from the prior art because it is intended to replace expensive resin as a main raw material.
일액형 구조접착 실러는 고강도를 요구하는 각종 산업의 금속부품 접착시 널리 사용되고 있으며, 특히 자동차 산업에서는 스팟(SPOT) 용접과 병용하거나 단독으로 접합부를 결속하는데 광범위하게 사용되며, 기계적 분무에 의한 수작업 공정의 대체와 작업속도의 향상으로 인해 구조접착 실러의 사용이 증대하고 있다. The one-component structural adhesive sealer is widely used to bond metal parts in various industries that require high strength, and is widely used in the automobile industry to be used together with spot welding or to bind joints alone. The use of structural adhesive sealers is increasing due to the replacement of and the increase of working speed.
종래, 금속접합용 구조접착 sealer는 기계적 강도 발현을 위해서 고가의 에폭시 수지류가 전체 조성중 적어도 40~50중량% 정도 함유되어야 요구되는 접착강성을 만족시킬수가 있으며, 이로 인해 제품제조시 가격부담이 큰 문제점을 안고 있다.Conventionally, the structural adhesive sealer for metal bonding can satisfy the required adhesive stiffness when expensive epoxy resins contain at least about 40 to 50% by weight of the total composition in order to develop mechanical strength. I have a problem.
또한 자동차용 구조접착 sealer 경화공정은 150~220℃의 고열에서 2~4회 정도의 도료소부공정과 함께 이루어지므로 상기의 도료소부 조건하에서 sealer의 크랙이나 박리없이 안정된 물성을 발현하여야 하며, 추가적으로 외부 물리적 진동이나 충격이 가해졌을때 금속강판 층간 삽입된 sealer 조성물이 유연한 특성을 발현하여 실차 사용시 내구성 있는 실러가 요구되고 있는 실정이다.In addition, the structural adhesive sealer hardening process for automobiles is performed with two to four coating processes at high temperatures of 150-220 ° C, so that stable physical properties must be expressed without cracking or peeling of the sealer under the coating conditions. When a physical vibration or impact is applied, the sealer composition interposed between the layers of the metal sheet expresses a flexible characteristic, so that a durable sealer is required in the actual vehicle use.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 주수지로 에폭시화 대두유 변성 이관능성 에폭시를 대생 matrix 수지로 하여, 출원번호 10-2005-0005704에 의한 "하이브리드 탈수법을 이용한 활성기 함유 폐페인트 분말 제조방법"에 따라 제조된 재생 폐페인트 분말을 사용하여 hard한 에폭시 수지에 폴리우레탄, 변성 아크릴 수지로 이루어진 폐페인트 재생 분말을 soft segment로 첨가하여 유연성이 확보된 금속접합용 구조접착 sealer 조성물 및 폐페인트 분말 적용 방법의 제공을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention is to solve the conventional problems as described above, the epoxidized soybean oil modified bifunctional epoxy as the main resin as a Daesung matrix resin, according to the application No. 10-2005-0005704 "containing the active group using the hybrid dehydration method Recycling waste paint powder manufactured by “Recycling waste paint powder” was added to the hard epoxy resin by adding recycled waste paint made of polyurethane and modified acrylic resin as soft segment to ensure flexibility. It is an object to provide a composition and a method of applying waste paint powder.
본 발명의 또 다른 목적은 활성기 함유 재생 폐페인트 분말의 주수지 대체소재로 적용하여 sealer성분중 에폭시 수지 대체효율 50중량%(에폭시 대비 폐페인트 첨가량 100중량%) 달성하는 것에 의해 구조접착 sealer의 요구물성을 충족시킴과 동시에 폐페인트 재활용을 높일수 있는 고안으로, 종래의 문제점을 해결하고자 한다.Another object of the present invention is to apply the active resin-containing recycled waste paint powder as a main resin substitute material to achieve the 50% by weight of the epoxy resin replacement efficiency (100% by weight of waste paint compared to the epoxy) of the sealer components of the structural adhesive sealer In order to meet the physical properties and at the same time improve the waste paint recycling, to solve the conventional problems.
본 발명은 주수지로 이관능성 에폭시를 에폭시화 대두유로 변성하여 내부가소화를 통해 유연성을 부여하였으며, 더불어 주수지에 선형의 고분자인 재생 폐페인트 분말을 미세분산시키므로 가교밀도를 조절하는 sealer 조성을 설계하였다. 여기에 물성개선용 첨가제로 주수지대비 경화촉진제 5~10중량%, 고무중합체 10~40중량%, 계면활성제 0.5~3중량%이하, 가소제 5~20중량%, 열안정제 0.5~5중량%, 흐름방지제 1~5중량%가 더 포함될 수 있다.The present invention modified the bifunctional epoxy into epoxidized soybean oil as a main resin to give flexibility through internal plasticization, and design a sealer composition to control the crosslinking density by finely dispersing the recycled waste paint powder of linear polymer in the main resin It was. Here, as an additive for improving physical properties, 5 to 10% by weight of the curing accelerator compared to the main resin, 10 to 40% by weight of the rubber polymer, 0.5 to 3% by weight of the surfactant, 5 to 20% by weight of the plasticizer, 0.5 to 5% by weight of the heat stabilizer, 1 to 5% by weight of flow inhibitors may be further included.
활성기를 함유하는 폐페인트 분말의 제조는 출원번호 10-2005-0005704에 제시한 바와 같이 다음의 제조방법을 이용하였다. 재생 폐페인트 분말의 제조시 탈수 및 건조공정에서 잔존하고 있는 기능성 활성기를 소실하지 않기 위해 화학적 탈수보조제로서 calcium sulfate, magnesium sulfate, calcium chloride, calcium carbonate, aluminium oxide, calcium oxide, active carbon, bentonite, zeolite 또는 이들 혼합물중 적어도 1종 이상을 선택하여 폐페인트내 고형물 대비 5~20중량% 첨가하고 여기에 물리적인 가압탈수기를 병용한 하이브리드계 탈수법으로 폐페인트내 수분을 1차적으로 제거하고, 상기 폐페인트를 화학적 탈수보조제가 혼합 되어있는 상태로 약 50~100℃의 온도조건하에서 감압건조방식에 의해 2차적으로 수분을 제거하고, 상기 폐페인트를 약 50~80℃ 온도조건하에서 분쇄과정을 거쳐 최종 함수율 5% 이하 및 50㎛ 입도를 갖는 활성기 함유 폐페인트 분말 제조방법을 사용하였다.For the preparation of the waste paint powder containing the active group, the following preparation method was used, as shown in Application No. 10-2005-0005704. As a chemical dehydration adjuvant, calcium sulfate, magnesium sulfate, calcium chloride, calcium carbonate, aluminum oxide, calcium oxide, active carbon, bentonite, zeolite are used as chemical dehydration aids to prevent the loss of functional active groups remaining in the dehydration and drying process. Alternatively, at least one or more of these mixtures may be selected to add 5 to 20% by weight relative to the solids in the waste paint, and the water in the waste paint is first removed by a hybrid dehydration method using a physical pressurized dehydrator. After the paint is mixed with the chemical dehydration adjuvant, the water is removed secondarily by the vacuum drying method under the temperature condition of about 50 ~ 100 ℃, and the waste paint is crushed under the temperature condition of about 50 ~ 80 ℃. An active group-containing waste paint powder production method having a water content of 5% or less and a 50 μm particle size was used.
이하, 본 발명에 따른 조성물의 상세한 설명과 실시예는 다음과 같다.Hereinafter, the detailed description and examples of the composition according to the present invention are as follows.
본 발명에 사용된 에폭시는 디글리시딜 에테르형 비스페놀 A와 비스페놀 F의 에폭시 수지 중에서 선택된 에폭시 수지에 에폭시화 대두유를 수지대비 15중량%이하로 첨가하여 질소조건하 100~120℃에서 30~60분정도 교반시켜 준다. 본 발명에서는 상기의 에폭시 수지와 함께 재생 폐페인트 분말을 혼합중량비 1:1로 blending 하였으며 이는 전체조성물중 폐페인트 분말 사용량이 20~45중량%에 달하는 것이다. 이때 재생 폐페인트 분말 사용량이 상기의 범위 미만이면 접착강도 및 충격강도 저하를 초래하게 되며, 반면 상기 범위 초과시에는 젖음성, 고/액 비 등의 문제로 에폭시 수지내 분산성이 불량해져 sealer 경화물의 기계적 물성이 저하된다.Epoxy used in the present invention is added to the epoxy resin selected from the epoxy resin of the diglycidyl ether type bisphenol A and bisphenol F to 15% by weight or less compared to the resin to 30 ~ 60 at 100 ~ 120 ℃ under nitrogen conditions Stir for a minute. In the present invention, the recycled waste paint powder is blended with the above-mentioned epoxy resin in a mixed weight ratio of 1: 1, and the amount of waste paint powder used in the total composition reaches 20 to 45% by weight. At this time, when the amount of recycled waste paint powder is less than the above range, the adhesive strength and impact strength are lowered. On the other hand, when the recycled waste paint powder is used, the dispersibility in the epoxy resin is poor due to problems such as wettability and high / liquid ratio. Physical properties are lowered.
본 발명의 실시예에서는 화학식 1과 같은 구조식을 가진 에폭시와 화학식 2와 같은 폴리우레탄(PU) 수지의 특성을 가지고 있는 폐페인트 분말을 사용하였으며 두수지의 혼합으로 인해 도 1과 같은 수지간 결합 형상을 나타낼 것으로 사료된다.In the embodiment of the present invention was used waste paint powder having the characteristics of the epoxy (Formula 1) and polyurethane (PU) resin as shown in Formula 2, and the resin-bonded form as shown in Figure 1 due to the mixing of the two resins It is believed to represent.
여기서, 본 발명에 사용되는 폐페인트 분말은 건조, 탈수 중 가열 경화반응에 의해 폐페인트의 주성분인 우레탄, 변성 아크릴 등의 수지성분이 소실되지 않도록 유지하고 있으며 따라서 도2에 나타낸 바와 같이 폐페인트의 첨가량이 증가함에 따라 유리전이온도를 낮춰 저온 충격성을 향상시키는 특성이 있다.Here, the waste paint powder used in the present invention is maintained so that resin components such as urethane and modified acrylic, which are the main components of the waste paint, are not lost by the heat curing reaction during drying and dehydration. Thus, as shown in FIG. As the amount added increases, the glass transition temperature is lowered to improve low temperature impact properties.
또한, 상기의 주수지에 분산보조제로서 계면활성제인 소듐도데실술포네이트와 가소제인 디옥틸아디페이트를 각각 주수지 대비 0.5~3중량%, 5~20중량% 첨가 혼합하여 균일분산이 이루어지도록 하는데 사용하였다.In addition, 0.5 to 3 wt% and 5 to 20 wt% of sodium dodecyl sulfonate, a surfactant, and a plasticizer, dioctyl adipate, are added and mixed to the main resin to make uniform dispersion. Used.
또한, 본 발명에서 사용되는 고무중합체로는 카르복실터미네이티드부타디엔아크릴로니트릴(CTBN), 아크릴로니트릴부타디엔고무(NBR), 스틸렌부타디엔고무(SBR)등이 사용될 수 있으며 내충격성을 개선한다. 상기 고무의 첨가량은 주수지 대비 10~40중량% 사용하며 10중량% 미만이면 접착파괴단면의 잔존부착율이 70%이하로 나타나고, 반면 40중량% 이상일 경우 높은 점도로 인해 작업성에 문제가 발생할 수 있다.In addition, as the rubber polymer used in the present invention, carboxyl terminated butadiene acrylonitrile (CTBN), acrylonitrile butadiene rubber (NBR), styrene butadiene rubber (SBR) and the like may be used to improve impact resistance. When the amount of the rubber is used 10 to 40% by weight compared to the main resin and less than 10% by weight, the residual adhesion rate of the adhesive fracture cross-section is less than 70%, while if more than 40% by weight may cause problems in workability due to high viscosity have.
또한, 본 발명에서는 경화제인 디시안디아마이드의 높은 경화온도를 보완하기 위해서 경화촉진제로 디우론을 주수지대비 5~10중량% 첨가하였고, 상기의 범위에서 경화촉진제를 첨가하였을 때 디시안디아마이드의 안정적인 경화온도인 150℃에 비해 40℃정도 낮은 온도에서도 경화가 이루어지는 것을 확인할 수 있었으며, 5중량% 미만으로 첨가할 경우 전체 경화반응에는 큰 변화가 없으며, 10중량% 이상 첨가할 경우 가교결합이 느슨해지는데 이는 디시안디아마이드가 에폭시 수지에 제공하는 4개의 활성수소 양 끝에 디우론이 반응하여 연속적인 결합을 방해하기 때문이다.In addition, in the present invention, 5 to 10% by weight of diuron was added to the main resin as a curing accelerator in order to compensate for the high curing temperature of the dicyandiamide as a curing agent. When the curing temperature is lower than 40 ℃ compared to 150 ℃ curing temperature was confirmed that, when added less than 5% by weight does not change the overall curing reaction, crosslinking is loosened when added more than 10% by weight This is because diuron reacts at both ends of the four active hydrogens that the dicyandiamide provides to the epoxy resin, thereby preventing continuous bonding.
일반적으로 에폭시계 sealer에 주로 사용되는 탈산칼슘과 탈크 충진제를 주수지대비 50~100중량% 사용할 수 있으며, 상기의 범위보다 낮은 50중량% 미만 사용시 접착강도가 요구물성보다 낮게 측정되는 문제점이 있고, 100중량% 이상 첨가시 경화물의 유연성이 낮아 내충격성이 떨어지는 문제점이 있다. 또한, 작업성을 개선하기 위해 벤토나이트와 카본블랙을 주수지대비 0.5~2중량% 첨가할 수 있다.In general, calcium deoxygenation and talc fillers, which are mainly used in epoxy sealers, may be used in an amount of 50 to 100% by weight compared to the main resin, and when used less than 50% by weight lower than the above range, there is a problem that the adhesive strength is lower than the required properties. When added to 100% by weight or more, there is a problem that the impact resistance is low because the flexibility of the cured product is low. In addition, bentonite and carbon black may be added in an amount of 0.5 to 2 wt% based on the main resin to improve workability.
개발대상 차체 구조접착 sealer의 경화공정은 150~220℃의 고열에서 2~4회 정도의 도료소부 공정과 함께 이루어지므로 상기의 도료소부 조건하에서 sealer의 크랙이나 박리없이 안정된 물성을 발현해야 한다. 따라서, 본 발명에서는 구조접착 sealer의 내열성을 위하여 열안정제로 베타디케톤과 스테어로일벤조메탄의 혼합물을 0.5~5중량% 사용한다.Since the hardening process of the structural adhesive sealer to be developed is performed with 2 ~ 4 times of coating process at high temperature of 150 ~ 220 ℃, it should express stable physical properties without crack or peeling of the sealer under the above coating condition. Therefore, in the present invention, 0.5 to 5% by weight of a mixture of beta-diketone and stearoylbenzomethane is used as a heat stabilizer for heat resistance of the structural adhesive sealer.
재생 폐페인트 분말의 첨가시 sealer의 점도를 상승시켜 고가의 흐름방지제 사용량을 줄일수 있으나 연속공정중에 열경화시 충격에 의해 흐름이 발생할 수 있으므로 치수안정이 필요하다. 따라서, 흐름방지제는 퓸드 실리카를 1~5중량% 첨가하여 조성물에 칙소트로피성을 부여한다. 상기의 범위에서 1중량%이하로 첨가하면 경화공정중 구조접착 실러가 결합부에 충진되지 않고 흐르는 문제가 발생할 수 있으며, 5중량% 이상 첨가시 필요이상으로 점도가 증가하여 구조접착 sealer를 스프레이로 도포할 때 토출량 조절이 어려운 문제점이 발생할 수 있다.When the recycled waste paint powder is added, the viscosity of the sealer can be increased to reduce the use of expensive flow inhibitors, but the dimensional stability is necessary because the flow may be caused by impact during thermal curing during the continuous process. Therefore, the flow inhibitor adds 1 to 5% by weight of fumed silica to impart thixotropy to the composition. If it is added in the range of 1% by weight or less, there may be a problem that the structural adhesive sealer flows without filling in the joining part during the curing process, and when more than 5% by weight is added, the viscosity increases more than necessary so that the structural adhesive sealer is sprayed. Difficulty in controlling the discharge amount may occur when applying.
또한, 자동차 금속부품에 사용되는 구조접착 실러는 일액형 접착제로 경화조건은 150℃이상의 고온에서 이루어지므로 상기의 조건에 적합하고 저장안정성이 우수한 열잠재성 경화제인 디시안디아마이드를 에폭시화 대두유 변성 에폭시 수지대비 5~10중량% 사용할 수 있으며, 수지와 경화제의 상용성을 증가시키기 위해서 아닐린 유도체를 도입시킨 치환 디시안디아마이드, 반응속도를 높이기 위해서 촉진제를 혼합한 촉진 디시안디아마이드를 목적에 따라 사용할 수 있다. 본 발명에 사용된 디글리시딜 에테르형 에폭시 수지와 디시안디아마이드의 경화반응은 화학식 3에 나타낸 바와 같다.In addition, since the structural adhesive sealer used for automobile metal parts is a one-component adhesive, the curing conditions are made at a high temperature of 150 ° C. or higher, and dicyaned diamide, a heat latent curing agent suitable for the above conditions and excellent storage stability, is epoxidized soybean oil-modified epoxy. Can be used 5 to 10% by weight compared to the resin, and substituted dicyanamide with aniline derivatives to increase the compatibility of the resin and the curing agent, and promoted dicyanamide mixed with an accelerator to increase the reaction rate can be used according to the purpose. have. The curing reaction of the diglycidyl ether type epoxy resin and dicyanamide used in the present invention is as shown in the formula (3).
상술한 바와 같은 조성에 의해 구성되는 재생 폐페인트 분말 활요 구조접착 sealer의 물성평가는 실시예인 자동차 완성차업체의 자체 요구물성에 따라 본 발명의 효과를 설명하지만, 본 발명의 기술적 범위가 이들 실시예로 제한되는 것은 아니다.Although the physical property evaluation of the recycled waste paint powder sliding structure adhesive sealer composed of the composition as described above describes the effect of the present invention according to the requirements of the automaker as an example, the technical scope of the present invention is the It is not limited.
(실시예)(Example)
구조접착 실러의 주수지로 에폭시화 대두유 변성 이관능성 에폭시와 재생 폐페인트 분말을 중량비 1:1의 비율로 혼합하였으며, 또한 물성을 보완하기 위해 주수지대비 경화촉진제 5~10중량%, 고무중합체 10~40중량%, 계면활성제 0.5~3중량%이하, 가소제 5~20중량%, 열안정제 0.5~5중량%, 흐름방지제 1~5중량%류를 첨가하였다.Epoxidized soybean oil modified bifunctional epoxy and recycled waste paint powder were mixed in a ratio of 1: 1 by weight, and in order to supplement the physical properties, 5-10% by weight of a curing accelerator and a rubber polymer 10 -40 weight%, 0.5-3 weight% of surfactants or less, 5-20 weight% of plasticizers, 0.5-5 weight% of heat stabilizers, and 1-5 weight% of flow inhibitors were added.
하기 표 1은 본 발명의 폐페인트 분말을 사용하여 제조한 sealer 조성물로서 주수지를 제외한 경화제, 경화촉진제, 고무중합체, 계면활성제, 가소제, 연안정제, 흐름방지제 및 무기충진제는 동일한 수준으로 구성하였다.Table 1 below shows the sealer composition prepared using the waste paint powder of the present invention, except for the main resin, the curing agent, the curing accelerator, the rubber polymer, the surfactant, the plasticizer, the coastal tablet, the flow inhibitor, and the inorganic filler were configured at the same level.
상기의 비교예1과 비교예2 및 실시예1의 구조접착 sealer 조성물에 대한 비중, 점도, T자박리강도, 전단접착력, 잔존부착율을 자동차용 구조접착 sealer 자체 시험기준에 따라 측정하였고 T자박리강도, 전단접착력, 잔존부착율의 측정방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.Specific gravity, viscosity, T-peel strength, shear adhesion, and residual adhesion rate of the structural adhesive sealer compositions of Comparative Examples 1 and 2 and Example 1 were measured according to the automotive structural adhesive sealer self-test criteria. The method of measuring peel strength, shear adhesion, and residual adhesion will be described in detail as follows.
T자박리강도의 시험편은 300mm(길이)×152mm(폭)×0.8mm(두께) 냉연압연강판으로 한면을 톨루엔으로 탈지한 후 sealer를 150~200g/m3 스케일로 도포하고 접합부위를 clip으로 0.3kg/cm2이 되도록 고정한다. 시험편을 180±2℃, 20분간 열풍건조기에서 가열경화 후 상기 시험편을 25mm로 잘라서 이것을 T자박리강도 시험편으로 한다.Test strip of T-peel strength is 300mm (length) × 152mm (width) × 0.8mm (thickness) cold rolled steel sheet, degreasing one side with toluene, apply sealer at 150 ~ 200g / m3 scale, and attach joint with clip by 0.3 Secure to kg / cm2. The specimen is heat cured in a hot air dryer at 180 ± 2 ° C. for 20 minutes, and the specimen is cut into 25 mm, which is referred to as a T-peel strength test specimen.
전단접착력의 시험편은 100mm(길이)×25mm(폭)×1.6mm(두께) 냉연압연강판의 한면에 sealer를 150~200g/m3 스케일로 도포하고, 접착면적이 3.125cm2가 되는 single overlap 형태의 시험편으로 제작하여 접합부위를 clip으로 고정 후 180±2℃, 20분간 가열경화시킨다. 가열경화한 시험편은 20±2℃에서 2시간 방냉후 전단접착력, 잔존부착율을 측정하였으며, 그 결과는 표 2에 나타내었다.Shear adhesion test specimens are 100 mm (length) × 25 mm (width) × 1.6 mm (thickness) on one side of a cold rolled steel sheet with a sealer applied on a scale of 150 to 200 g / m3, with a single overlapping specimen with an adhesive area of 3.125 cm2. After manufacturing, fix the joint with a clip and heat it for 180 ± 2 ℃ for 20 minutes. The heat-hardened test pieces were measured at 20 ± 2 ° C. for 2 hours, and then measured shear adhesion strength and residual adhesion rate. The results are shown in Table 2.
상기 표 2의 결과에서 알 수 있듯이 종래 에폭시 수지를 단독으로 사용한 경우(비교예 1)를 살펴보면 박리강도, 전단접착력 및 잔존부착율이 자동차 시험규격의 기준치를 만족하지 못하는 결과를 나타낸다. 반면 에폭시화 대두유 변성 에폭시 수지를 주수지로 사용한 경우(비교예 2)는 전단접착력은 충족되었으나 T자박리강도와 잔존부착율이 부족한 것으로 나타났다. 그러나 본 발명의 재생 폐페인트 분말을 주수지로 첨가하여 사용한 경우(실시예 1)는 요구기준치를 모두 만족하는 결과를 얻어냈으며 고가의 에폭시 수지 사용량도 50중량% 절감할 수 있었다.As can be seen from the results of Table 2, when the conventional epoxy resin is used alone (Comparative Example 1), peeling strength, shear adhesion force, and residual adhesion rate show a result that does not satisfy the standard value of the automotive test standard. On the other hand, when the epoxidized soybean oil-modified epoxy resin was used as the main resin (Comparative Example 2), the shear adhesion was satisfied but the T-peel strength and the residual adhesion were insufficient. However, when the recycled waste paint powder of the present invention was added and used as a main resin (Example 1), all of the requirements were met, and the amount of expensive epoxy resin was reduced by 50% by weight.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 재생 폐페인트를 이용한 금속접합용 구조접착 실러 조성물의 특징은 지정폐기물인 폐페인트를 하이브리드 탈수법을 이용하여 활성기를 잔존시켜 반응성 분말화한 것으로 종래의 에폭시 수지는 가교밀도가 높아 충격에 부서지기 쉬었으나 재생 폐페인트 분말내 잔존되어 있는 우레탄과 변성 아크릴의 영향으로 유연성을 부여한 수지를 생산할 수 있었으며, 이를 특수 용도인 자동차용 구조접착 실러의 주수지로 사용하여 종래의 물성과 동등하거나 그 이상의 물성을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 고가의 에폭시 수지 사용량을 줄이면서 폐페인트 재활용율을 높일 수 있는 방안으로, 에폭시 수지의 대체 기능성 소재로서 다양한 제품화가 가능하다.As described above, the feature of the structural adhesive sealer composition for metal bonding using the recycled waste paint of the present invention is that the waste paint, which is a designated waste, is reactively powdered by remaining active groups using a hybrid dehydration method. It was easy to be broken by impact due to its high density, but it was possible to produce resins that gave flexibility due to the influence of urethane and modified acrylic remaining in the recycled waste paint powder, and it was used as a main resin for structural adhesive sealers for automobiles for special purposes. It was confirmed that the physical properties were equivalent to or greater than the physical properties. Therefore, as a way to increase the waste paint recycling rate while reducing the use of expensive epoxy resin, it is possible to commercialize a variety of products as an alternative functional material of the epoxy resin.
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