KR100917781B1 - 자동차 헤드라이너용 습기 경화형 접착제 조성물 - Google Patents

자동차 헤드라이너용 습기 경화형 접착제 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차 헤드라이너용 습기 경화형 접착제 조성물에 관한 것으로, 보다 자세하게는 폴리우레탄을 이루는 폴리올 30 내지 40 중량부, 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트 50 내지 60 중량부, 사슬확장제로서 에틸렌글리콜 5 내지 10 중량부에 촉매로서 디부틸주석 디라우레이트(Dibuthyltin dilaurate)와 조촉매로서 DBU(1,8-Diazabicyclo[5,4,0]undec-7-ene)의 옥탄산염을 적량 포함하여 이루어진다.
또한, 전술한 성분들로 형성된 자동차 헤드라이너용 습기 경화형 접착제는 경화시간이 짧고 가사시간이 길기 때문에 생산성을 증가시키고, 원가를 절감하는 효과를 나타낸다.
자동차, 헤드라이너, 접착제, 폴리올, 디이소시아네이트, 촉매

Description

자동차 헤드라이너용 습기 경화형 접착제 조성물{MOISTURE-CURING ADHESIVE COMPOSITION FOR HEADLINER OF VEHICLE}
본 발명은 자동차 헤드라이너용 습기 경화형 접착제 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동차 헤드라이너를 적층할 때 사용되는 폴리우레탄 습기 경화형 접착제 조성물에 관한 것이다.
폴리우레탄은 화학적으로 고분자 사슬 내에 우레탄 결합(∼NH-COO∼)을 갖는 고분자의 총칭으로 2가 이상의 이소시아네이트와 폴리올 등의 활성수소 화합물과의 결합에 의해 합성된다.
폴리우레탄은 사용되는 이소시아네이트와 폴리올의 선택범위가 넓어 연질에서 경질까지, 엘라스토머(elastomer)에서 폼(foam)에 이르기까지 다양한 제품설계가 가능하며, 인장강도, 인열강도, 신율, 내마모성 등의 기계적 강도가 우수하고 가공성이 좋아 의류용, 신발용, 산업용 바퀴, 경보행용 및 중보행용 바닥재, 육상트랙을 비롯하여 방수재, 도료, 접착제 등 산업용뿐 아니라 생활용품으로의 응용전개가 넓은 고분자 중 하나이다.
폴리우레탄의 일반적인 성질은 탄성, 강인성에 뛰어나고 인장강도가 크고 내마모성이나 내노화성 및 내유·내용제성이 뛰어나고 저온특성도 뛰어나면서도 가수분해하기 쉽고, 산·알칼리에 비교적 약하고 일부의 수지를 제외하고는 열이나 빛의 작용으로 황변화하는 등의 결점을 갖고 있다.
이 중에서 본 발명에 특별히 유용한 것은 반응성 우레탄계 접착제로서, 저점도에서 극성이 크기 때문에 접착면에의 작용이 좋고 실내온도에서 경화하고 가온에 의해서 경화가 촉진되며, 또한 경화할 때에 가스상의 부생물을 발생하는 일이 없고 경도의 조절도 용이하고 접착변형도 적기 때문에, 액상 상태로 도포된 후 초기의 결합강도를 형성하며, 주위 수분과 접촉시 경화됨으로써 최종의 결합강도를 유지하게 되므로, 특히 접착강도와 내구성, 내열성 및 내습성이 요구되는 자동차 헤드라이너용 접착제 조성물로 사용하게 되는 것이다.
그러나 종래에 개발된 자동차 헤드라이너용 접착제의 경우는 도포 후에 경화되는 과정의 시간이 길어 생산성이 떨어지는 문제점이 있었다.
또한, 경화시에 강도, 내열 및 내습에 견디는 물성이 떨어지며 가사시간(可使時間)이 짧아 작업성이 떨어지는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 촉매와 조촉매를 혼합하여 사용함으로써 촉매의 작용에 의한 경화시간 단축 및 조촉매의 사용에 의해 접착제를 조합하여 사용불능이 되기까지의 시간, 즉 가사시간(可使時間, pot-life) 연장이 가능하도록 조성된 자동차 헤드라이너용 습기 경화형 접착제 조성물을 제공한다.
또한, 경화시 강도, 내열 및 내습성이 좋은 자동차 헤드라이너용 습기 경화형 접착제 조성물을 제공한다.
전술한 본 발명의 목적은, 폴리올 30 내지 40 중량부, 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트(MDI) 50 내지 60 중량부, 사슬확장제로서 에틸렌글리콜(Ethylene glycol) 5 내지 10 중량부, 촉매로서 디부틸주석 디라우레이트(Dibuthyltin dilaurate), 조촉매로서 DBU(1,8-Diazabicyclo[5,4,0]undec-7-ene)의 옥탄산염을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드라이너용 습기 경화형 접착제 조성물에 의해 달성된다.
본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 전술한 폴리올은 폴리에스터계 폴리올 또는 폴리에테르계 폴리올로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 전술한 폴리에스터계 폴리올은 폴리에틸렌아디페이트, 폴리부틸렌아디페이트, 폴리헥실렌아디페이트 및 폴리디에틸렌글리콜아디페이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 전술한 폴리에테르계 폴리올은 폴리프로필렌글리콜 및 폴리에틸렌글리콜로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 전술한 촉매는 디부틸주석 디라우레이트(Dibuthyltin dilaurate)로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 전술한 조촉매는 DBU(1,8-Diazabicyclo[5,4,0]undec-7-ene)의 옥탄산염인 것으로 한다.
본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 전술한 사슬확장제는 에틸렌글리콜로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명에 따른 자동차 헤드라이너용 습기 경화형 접착제 조성물은 가사시간이 길면서도 경화시간은 짧아 우수한 작업효율로 인한 원가절감 효과를 나타낸다.
또한, 경화시간이 짧으면서도 강도, 내열 및 내습성 등의 물성이 뛰어난 장점이 있다.
이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
본 발명에 따른 자동차 헤드라이너용 습기 경화형 접착제 조성물은 폴리올 30 내지 40 중량부, 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트 50 내지 60 중량부, 촉매 0.1 내지 0.5 중량부, 조촉매 0.1 내지 0.5 중량부, 사슬확장제 5 내지 10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드라이너용 습기 경화형 접착제 조성물에 의해 이루어진다.
전술한 폴리올은 30 내지 40 중량부가 첨가되는데 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트와 반응하여 폴리우레탄을 만드는데 이용되며, 폴리에틸렌아디페이트, 폴리부틸렌아디페이트, 폴리헥실렌아디페이트 및 폴리디에틸렌글리콜아디페이트로 형성된 그룹으로부터 선택된 하나로 이루어진다.
전술한 폴리올의 함량이 30 중량부 미만일 경우에는 점도가 낮고 접착강도가 낮아지고 40 중량부를 초과할 경우에는 점도가 높아 작업효율이 떨어진다.
전술한 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트는 50 내지 60 중량부가 첨가되는데, 전술한 폴리올과 반응하여 폴리우레탄을 만드는데 이용된다.
전술한 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트의 함량이 50 중량부 미만일 경우에는 점도가 높고 경화성과 접착강도가 떨어진다.
또한, 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트의 함량이 60 중량부를 초과할 경우에는 경화후에 경도가 약해지고 점도가 낮아진다.
전술한 촉매는 0.1 내지 0.5 중량부가 첨가되는데, 전술한 폴리우레탄에 혼합되어 경화시간을 조절하는데 이용되며, 디부틸주석 디라우레이트로 이루어진다.
전술한 조촉매는 0.1 내지 0.5 중량부가 첨가되는데, DBU(1,8-Diazabicyclo[5,4,0]undec-7-ene)의 옥탄산염으로, 이러한 조촉매의 첨가로 인해 접착제 조성물의 가사시간이 7 시간 이상으로 연장된다.
전술한 사슬확장제는 5 내지 10 중량부가 첨가되는데, 전술한 사슬확장제는 에틸렌글리콜로 이루어지며, 전술한 접착제 조성물의 분자량을 증가시켜 점도를 향상시켜주는 역할을 한다.
전술한 사슬확장제의 함량이 5 중량부 미만일 경우에는 응집강도가 약해지고, 경화가 잘되지 않고 점도가 낮아 접착강도가 떨어진다.
또한, 전술한 사슬확장제의 함량이 10 중량부를 초과할 경우에는 응집강도와 점도가 적합하지 않아 접착강도가 떨어진다.
전술한 함량의 물질들로 이루어진 접착제 조성물은 갈색으로 95 내지 100%의 고형분 함량을 나타내고 1500 내지 2000cps/25℃의 점도를 갖는다.
또한, 50 내지 55℃의 온도를 갖는 가열롤러로 도포작업을 시행할 경우 135 내지 140℃의 온도에서 35 내지 40초의 경화시간을 나타낸다.
이하에서는 본 발명의 따른 자동차 헤드라이너용 습기 경화형 접착제 조성물을 실시예를 들어 설명한다.
실시예 1>
폴리올 35 중량부, 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트 55 중량부, 에틸렌글리콜 7.5 중량부 및, 디부틸주석 디라우레이트 촉매와 DBU 조촉매를 혼합하여 자동차 헤드라이너용 습기 경화형 접착제 조성물을 제조한 후에, 경화시간은 접착제 조성물을 자동차 헤드라이너에 패널에 도포한 후에 140℃의 온도를 가한 상태에서 측정하였고, 가사시간은 접착제 조성물을 공기개방 후에 겔화(Gelation)가 진행되는 시간까지를 기준으로 측정하였다.
비교예 1>
폴리올 35 중량부, 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트 55 중량부, 디부틸주석 디라우레이트 촉매 0.25 중량부, 에틸렌글리콜 7.5 중량부를 혼합하여 자동차 헤드라이너용 습기 경화형 접착제 조성물을 제조하였다.
측정방법은 실시예 1과 동일하게 경화시간 및 가사시간을 측정하였다.
비교예 2>
폴리올 35 중량부, 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트 55 중량부, 에틸렌글리콜 7.5 중량부를 혼합하여 자동차 헤드라이너용 습기 경화형 접착제 조성물을 제조하였다.
측정방법은 실시예 1과 동일하게 경화시간 및 가사시간을 측정하였다.
전술한 실시예 1과 비교예 1,2를 통해 측정된 경화시간 및 가사시간을 아래에 표1로 나타내었다.
[표 1]
Figure 112008037402019-pat00001
실시예 2>
폴리우레탄으로 이루어진 기재층을 형성하고, 기재층의 상부면에 글래스울(GLASSWOOL)층을 적층하고, 글래스울 상부면에 폴리우레탄으로 이루어진 핫멜트 필름층을 적층하고, 핫멜트 필름층 상부면에 부직포층을 적층하여 7.5cm 두께로 이루어진 자동차용 헤드라이너를 제조하였다.
전술한 기재층의 상부면에는 본 발명에 따른 폴리올 35 중량부, 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트 55 중량부, 촉매 0.25 중량부, 조촉매 0.25 중량부 및 사슬확장제 7.5 중량부로 혼합된 자동차 헤드라이너용 습기 경화형 접착제 조성물을 50g/m2 두께로 도포하여 자동차용 헤드라이너를 제조하고 아래 나타낸 실험조건 1 내지 3을 적용하여 굴곡하중, 굴국강도, 굴곡탄성율 및 치수변화율 측정하였다.
전술한 측정은 항온항습기 및 UTM(Universal Testing Machine)장비를 이용하여 5회에 걸쳐 측정하고, 측정된 결과 값의 평균치를 아래 표 2에 나타내었다.
실험조건 1 : 23℃의 온도와, 65%의 습도상태에서 측정
실험조건 2 : 80℃의 온도에서 24시간 방치하고 상온에서 1시간 방치한 후에 측정
실험조건 3 : 50℃의 온도와, 90%의 습도상태에서 24시간 방치하고, 상온 및일반습도에서 1시간 방치한 후에 측정
비교예 3>
폴리우레탄으로 이루어진 기재층을 형성하고, 기재층의 상부면에 글래스울(GLASSWOOL)층을 적층하고, 글래스울 상부면에 폴리우레탄으로 이루어진 핫멜트 필름층을 적층하고, 핫멜트 필름층 상부면에 부직포층을 적층하여 두께 7.5mm 의 자동차용 헤드라이너를 제조하였다.
전술한 기재층의 상부면에 종래에 사용되던 접착제를 50g/m2 의 두께로 도포하여 실시예 2와 같은 방법으로 측정하였다.
[표 2]
Figure 112008037402019-pat00002
위에 표 1에 나타낸 것처럼 실시예 1과 비교예 1,2를 통해서 알 수 있듯이 촉매로 디부틸주석 디라우레이트(Dibuthyltin dilaurate)와 조촉매로 DBU(1,8-Diazabicyclo[5,4,0]undec-7-ene)의 옥탄산염이 함유된 자동차 헤드라이너 습기 경화형 접착제 조성물은 가사시간이 길면서도 도포 후에 140℃의 온도에서는 짧은 경화시간을 나타내기 때문에 우수한 작업 효율성을 갖게 된다.
또한, 위에 표 2에 실시예 2와 비교예 3을 통해 알 수 있듯이 본 발명의 자동차 헤라이너용 습기 경화형 접착제 조성물을 사용하여 제조된 자동차용 헤드라이너는 굴곡강도가 향상되고, 굴곡탄성율은 낮아지는 것을 알 수 있다.

Claims (7)

  1. 폴리올 30 내지 40 중량부, 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트(4,4'-diphenyl methane diisocyanate) 50 내지 60 중량부, 사슬확장제로서 에틸렌글리콜(Ethylene glycol) 5 내지 10 중량부를 포함하며, 촉매로서 디부틸주석 디라우레이트(Dibuthyltin dilaurate) 및 조촉매로서 DBU(1,8-Diazabicyclo[5,4,0]undec-7-ene)의 옥탄산염을 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드라이너용 습기 경화형 접착제 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 폴리올은 폴리에스터계 폴리올 또는 폴리에테르계 폴리올로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드라이너용 습기 경화형 접착제 조성물.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 폴리에스터계 폴리올은 폴리에틸렌아디페이트, 폴리부틸렌아디페이트, 폴리헥실렌아디페이트 및 폴리디에틸렌글리콜아디페이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나인 것을 특징으로 하는 자동차 헤드라이너용 습기 경화형 접착제 조성물.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 폴리에테르계 폴리올은 폴리프로필렌글리콜 및 폴리에틸렌글리콜로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드라이너용 습기 경화형 접착제 조성물.
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