KR101350111B1 - 반응성 핫멜트 접착제를 함유하는 혼성 부품 - Google Patents

Abstract

본 발명은 혼성 부품 중의 코폴리아미드에 기반한 반응성 핫멜트 접착제의 용도에 관한 것이다. 이 혼성 부품은 예를 들면 운송 수단 제작 및 비행기 제작의 용도에 사용될 수 있다.

반응성 핫멜트 접착제, 코폴리아미드, 혼성 부품, 이소시아네이트, 에폭사이드

Description

반응성 핫멜트 접착제를 함유하는 혼성 부품{HYBRID COMPONENTS CONTAINING REACTIVE HOTMELT ADHESIVES}

도 1은 금속/플라스틱 조립체의 접착성 수치를 나타낸 그래프.

본 발명은 혼성 부품(구조 부품) 중의 반응성 핫멜트 접착제의 용도에 관한 것이다. 구조 부품이란, 운송 수단 및 비행기의 제작에, 적하 부품 및 힘조절 부품 영역에서 사용되며, 특히 부품에 특이적인 기계적 성질을 부여하는, 그들이 갖는 국소 보강재로서 뛰어나며, 부차적으로 심미적 필요성을 수반하는 부품이다. 현존하는 부품들과 비교할 때, 추가적인 중량 감소와 함께 비틀림 강도의 증가가 특히 주목할 만하다.

본 발명에 기재된 혼성 부품은 특히, 주로 중합체를 수반하는 금속의 조립체로 이루어진다는 사실로부터 주목된다. 중합체 구조는 사출 성형 기법에 의해 금속 부품 내로 도입되고, 부품에 비교적 낮은 중량과 함께 적절한 비틀림 강도 및 충격 강도를 부여한다.

오늘날까지 이러한 혼성 부품의 약점은 중합체의 금속성 물질에 대한 접착성 이었다. 여기서, 다양한 물질의 수축 및 상이한 팽창 계수에 기인하여, 구성 요소들의 탈접착화가 발생하고 기계적 성질의 저하를 유발하게 된다. 현재, 구조를 형성하는 혼성 부품은 중합체성 물질을 금속성 물질 내로 사출 성형하여 제조된다. 이러한 물리적 결합에 수반되는 문제는 중합체와 금속 사이의 변이인데, 이는 이들 물질이 상이한 기계적 성질을 가지므로, 예를 들면 중합체가 수축한 결과 조립체의 내구력에 역효과를 일으키고, 유사하게 부품의 비틀림 강도에도 역효과를 일으키기 때문이다.

놀랍게도, 본 발명의 청구범위에 따르면 반응성 접착제를 사용하여 선행기술의 단점을 극복할 수 있게 된다.

라우로락탐 기재의 구조적 핫멜트(hotmelt) 접착제를 수반하는 금속성 부품의 예비 코팅은 두 구성 요소들의 실질적으로 더 나은 부착 및 혼성 부품 내의 내식성 개선을 제공한다. 이러한 효과는 분자량에 있어 구조적 작용을 하는 블럭화된 이소시아네이트 및 가교결합적으로 작용하며 접착을 촉진하는 에폭사이드가 본 핫멜트 접착제에 첨가된다면 더욱 증가할 수 있다. 분자량에 대한 구조적 효과는 부품의 부식 조절을 위해 필요한 캐소드형 전기코팅(EC 코팅)에 의해 촉진되는데, 이는 150℃를 넘는 온도에서 전기코팅 중 체류 시간이 25분을 초과하면 이들 부품에 필요한 응집력 및 접착력이 증가하기 때문이다. 상기 온도 부하에서, 순수한 열가소성 핫멜트 접착제는 열분해되며, 그러므로 부품의 기계적 성질에 역효과를 미친다. 본 핫멜트 접착제는 일반적으로 금속성 물질과의 매우 양호한 친화력을 나타내며, 혼성 부품 내에서 금속과 중합체 사이에 접착 촉진제로서 사용된다.

본 핫멜트 접착제의 추가의 장점은 내식성 개선에 있다. 지금까지는 금속과 사출 성형 화합물 사이의 비-양성 결합 영역에서, 상기 언급한 중합체의 낮은 수축이 문제되었는데, 이는 EC 전기코팅이 없는 작은 간격을 형성하고, 그로 인해 비처리된 금속상에 부식이 발생된다. 반응성 핫멜트 접착제를 이용한 예비 코팅은 수축을 보충하고 부식 민감성 간격 형성을 방지한다.

또한, 본 발명은 실질적으로 조립체를 개선하고, 그로 인해 특히 운송 수단의 제작에 필요한 충격 작용에 긍정적인 영향을 미치는 금속 물질에 프라이머(핫멜트 접착제)를 도포하는 단계를 수반한다.

프라이머는 2.5% 내지 15%, 바람직하게는 4% 내지 6%의 블럭화된 이소시아네이트 분율 및 2.5 내지 10%, 바람직하게는 4% 내지 6%의 에폭사이드 분율을 갖는 라우로락탐-기재 코폴리아미드이다. 이러한 아쥬반트는 결합부의 열적 안정성을 실질적으로 개선하는, 분자량에 대한 구조적 효과를 제공하는 온도의 효과로부터, 순수 열가소성 코폴리아미드를 사용한 것보다 실질적으로 더 나은 금속성 물질을 수반하는 조립체를 만든다. 온도 노출 지속 기간이 분자량에 관한 구조적 효과에 결정적이다. 최적치는 10 내지 30분 동안 150℃ 내지 190℃를 포괄하는 것으로 알려졌는데, 이는 전형적으로 EC 오븐 내에서 적용되는 조건이다.

본 핫멜트 접착제는, 예를 들면, 데구사(Degussa)의 베스타멜트(VESTAMELT) 등급이다.

- X1038-P1: 60% 라우로락탐 + 25% 카프로락탐 + 15% AH 염(50% 아디프산 및 50% 헥사메틸렌디아민의 혼합물)

- X1316-P1: 95% 베스타멜트 X1038-P1 + 5% 베스타곤(VESTAGON) BF1540-P1

- X1333-P1: 95% 베스타멜트 X1038-P1 + 5% 베스타곤(VESTAGON) BF1540-P1 + 5% 아랄다이트(Araldite) GT7004

본 방법의 특징은 금속 프로파일이 먼저 정전기적 분무총에 의해 또는 적합한 코팅 시스템에 의해 그 전체 영역에 걸쳐 또는 부분적으로 코폴리아미드 핫멜트 접착제로 코팅되고, 그 후 대략 120 내지 300초, 바람직하게는 대략 150초에 걸쳐 약 150℃로 가열되어 접착제의 초기 용융을 유발하는 것이다. 후속 단계로서, 중합체 구조물이 사출 성형 기법에 의해 도입된다. 이러한 구조-형성 부품은 그 후 코팅을 위해 EC 오븐을 통과한다. EC 코팅은 대략 30분 동안 대략 190℃에서 행해진다.

본 발명의 혼성 부품은 운송 수단의 제작, 비행 산업, 철도 제작 등의 용도에 사용될 수 있으며, 한 전형적인 용도는 프론트-엔드 구역(범퍼)이다.

실시예

접착성의 개선을 도시하기 위하여, 상이한 베스타멜트 핫멜트 접착제를 사용하여 결합된, 상응하는 금속/플라스틱 조립체에 인장 강도 시험을 실시하였다. 온도 효과를 강조하기 위하여, 시료를 EC 처리(190℃, 30분) 전 및 후에 조사하였다. 프라이머(핫멜트 접착제) 없는 미처리된 시편은 매우 낮은 접착성을 가지며, 이는 도 1에 나타나듯이, 폴리아미드 핫멜트 접착제의 사용을 통해 실질적으로 개선될 수 있다. 이 방법은 이후 부품의 기계적 성질에 상당한 개선을 제공하므로, 구조-형성 부품으로의 사용에 실질적으로 더 큰 중요성을 주게 된다.

균일한 표면으로 출발하고, 접착성 수치의 산란을 방지하기 위하여, 금속은 코팅 전에 유지를 제거하여야 한다. 추가적 장점은 습윤을 위하여 금속부를 60 내지 80℃로 예열하는 것이다.

본 핫멜트 접착제는 일반적으로 금속성 물질과의 양호한 친화력을 나타내며, 혼성 부품 내에서 금속과 중합체 사이에 접착 촉진제로서 사용된다.

또한, 반응성 핫멜트 접착제를 이용한 예비 코팅은 수축을 보충하고 부식 민감성 간격 형성을 방지한다.

Claims (8)

1. 금속을 코폴리아미드계 핫멜트 접착제에 의해 중합체와 결합시키는 것을 특징으로 하며, 핫멜트 접착제가 블럭화된 이소시아네이트 2.5 중량% 내지 15 중량%를 함유하고 에폭사이드 2.5 중량% 내지 10 중량%를 함유하는 것인, 금속 및 중합체로 이루어진 혼성 부품의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 라우로락탐 기재 코폴리아미드를 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 금속을 그 전체 영역에 걸쳐 또는 부분적으로 핫멜트 접착제로 코팅하고, 150℃에서 120 내지 300초 동안 초기 소결시키는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항에 있어서, 혼성 부품을 후속적으로 코팅을 위해 전기코팅(EC) 오븐에 통과시키는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 운송 수단 제작 또는 비행기 제작에 사용되는, 제1항 또는 제2항에 기재된 혼성 부품.
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