KR101880003B1 - 저온경화가 가능한 고온구조용 혼합 페이스트 접착제 - Google Patents

저온경화가 가능한 고온구조용 혼합 페이스트 접착제 Download PDF

Info

Publication number
KR101880003B1
KR101880003B1 KR1020170184527A KR20170184527A KR101880003B1 KR 101880003 B1 KR101880003 B1 KR 101880003B1 KR 1020170184527 A KR1020170184527 A KR 1020170184527A KR 20170184527 A KR20170184527 A KR 20170184527A KR 101880003 B1 KR101880003 B1 KR 101880003B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
epoxy resin
paste adhesive
mixed paste
adhesive
diglycidyl ether
Prior art date
Application number
KR1020170184527A
Other languages
English (en)
Inventor
송정근
최두현
전은경
김민영
민경식
우현률
Original Assignee
국방과학연구소
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 국방과학연구소 filed Critical 국방과학연구소
Priority to KR1020170184527A priority Critical patent/KR101880003B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101880003B1 publication Critical patent/KR101880003B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J163/00—Adhesives based on epoxy resins; Adhesives based on derivatives of epoxy resins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04—Interconnection of layers
    • B32B7/12—Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J11/00—Features of adhesives not provided for in group C09J9/00, e.g. additives
    • C09J11/02—Non-macromolecular additives
    • C09J11/04—Non-macromolecular additives inorganic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J11/00—Features of adhesives not provided for in group C09J9/00, e.g. additives
    • C09J11/02—Non-macromolecular additives
    • C09J11/06—Non-macromolecular additives organic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J11/00—Features of adhesives not provided for in group C09J9/00, e.g. additives
    • C09J11/08—Macromolecular additives

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Abstract

본 발명은 저온경화가 가능한 고온구조용 혼합 페이스트 접착제에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는, 복수의 작용기를 갖는 에폭시 수지들로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 2종 이상의 에폭시 수지를 포함하는 주제부; 및 지환족 아민, 폴리에틸렌 폴리아민, 변성폴리아민, 이미다졸, 디시안디아마이드, 4,4-디아미노 다이페닐설폰, 우리아, 멜라민 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 2종 이상의 아민 경화제 포함하는 경화제부;를 포함하고, 상기 적어도 2종 이상의 에폭시 수지는 각각 상이한 작용기수를 가지는 것인, 혼합 페이스트 접착제에 관한 것이다.

Description

저온경화가 가능한 고온구조용 혼합 페이스트 접착제 {HIGH-TEMPERATURE STRUCTURE PASTE ADHESIVE CAPABLE OF LOW TEMPERATURE CURING}
본 발명은 저온경화가 가능한 고온구조용 혼합 페이스트 접착제에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는, 고온에서의 우수한 전단접착강도를 갖는 혼합 페이스트 접착제에 관한 것이다.
구조용 접착제 산업시장은 기존의 접착제가 가지는 고유의 기능 이외에 고강도, 고신율, 고내열, 내충격성 등의 다양한 새로운 기능을 부여하면서 점차 확대되고 있다. 특히, 우주 항공 및 자동차와 같은 수송 분야의 경우 경량화 이슈가 되면서 구조용 접착제를 사용하여 종래의 구조물 체결 기법(금속 융합 방법)을 대체하거나 보강하고 있는 실정이다. 하지만 우주 항공 및 자동차용 접착제의 경우, 높은 하중에서 장시간 사용이 가능해야 하고, 고온 및 저온의 극한적인 온도에서 피착재와의 접착강도 유지를 필요로 하는 기준이 높기 때문에 기존 일반 구조용 접착제에 비해 우수한 기계적, 열적 특성이 요구된다. 현재 구조용 접착제는 다양한 물성을 만족시키기 위해 주로 열경화성 에폭시 수지를 주로 사용한다. 그러나 고내열 수지는 경화물이 쉽게 깨어지며(Brittle) 수축이 큰 단점을 가져 구조용 접착제로 사용 되는데 한계점이 있으며 점도가 높아 취급하기 용이하지 않다. 또한 고내열성을 구현하기 위해서는 대부분 150 ℃ 이상의 고온의 경화조건을 필요로 하게 되는데 이는 에너지 소비 측면이나 대형 구조물의 작업성 측면에서 매우 불리하다. 따라서 저온경화가 가능하고 고온에서의 기계적, 열적강도가 우수한 우주 항공용 고온 구조용 접착제의 적합한 조성물 제공이 필요하다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 저온에서의 경화공정이 가능하고 극한 고온환경 조건하에서의 장기적인 내구성을 가지며 뛰어난 접착 특성을 형성할 수 있는 혼합 페이스트 접착제를 제공하는 것이다.
더욱 자세하게는, 강철, 알루미늄, 세라믹, 스테인리스 등의 다양한 피착재에 대하여 230 ℃이상의 고온에서의 우수한 전단강도를 가지며 저온경화가 가능한 2액형 에폭시 구조용 혼합 페이스트 접착제를 제공하는 것을 목적으로 한다.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 분야 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 혼합 페이스트 접착제는 복수의 작용기를 갖는 에폭시 수지들로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 2종 이상의 에폭시 수지를 포함하는 주제부; 및 지환족 아민, 폴리에틸렌 폴리아민, 변성폴리아민, 이미다졸, 디시안디아마이드, 4,4-디아미노 다이페닐설폰, 우리아, 멜라민 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 2종 이상의 아민 경화제 포함하는 경화제부;를 포함하고, 상기 적어도 2종 이상의 에폭시 수지는 각각 상이한 작용기수를 가지는 것이다.
일 측면에 따르면, 상기 복수의 작용기를 갖는 에폭시 수지들로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 2종 이상의 에폭시 수지는, 각각, 100 g/mol 내지 10000 g/mol의 분자량을 가지는 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 복수의 작용기를 갖는 에폭시 수지들은, 비스페놀 A의 디글리시딜 에테르계 에폭시수지, 비스페놀 F의 디글리시딜 에테르계 에폭시수지, 바이페닐형 에폭시수지, 다이사이클로 펜타다이엔형 에폭시 수지, 나프탈렌 골격을 갖는 에폭시 수지, 페놀포름알데히드 노볼락 또는 크레졸 포름알데히드 노볼락에폭시 수지, 트리스 (p-히드록시 페놀)메탄의 트리글리시딜 에테르계 에폭시 수지, 또는 테트라 글리시딜메틸렌 디아닐린계 에폭시 수지, p-아미노글리콜의 트리글리시딜 에테르계 에폭시 수지 및 이들을 변성한 에폭시 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 2종 이상인 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 주제부는, 3개 이상의 작용기를 가지는 아미노페놀계 에폭시 수지를 포함하는 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 주제부는, 비스페놀 A형 다이글리시딜 에터 에폭시 수지, 트리글리시딜아미노페놀 에폭시 수지 및 실란변성타입의 액상 비스페놀 A형 다이글리시딜 에터 에폭시 수지를 포함하는 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 주제부는, 알루미늄, 질화알루미늄, 알루미나, 질화붕소, 산화마그네슘 및 탄소나노튜브로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 고온구조용 충전제 입자를 더 포함하는 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 고온구조용 충전제 입자의 크기는 0.5 ㎛ 내지 500 ㎛인 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 주제부는, 소수성 실리카 무기 충전제 입자를 더 포함하는 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 소수성 실리카 무기 충전제 입자의 비표면적은 100 m2/g 내지 500 m2/g인 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 강인화제, 소포제, 분산제, 산화방지제, 부착개선제 및 안료로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 첨가제;를 더 포함할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 주제부 : 상기 경화제부의 중량비는 1 : 5 내지 5 : 1인 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 경화온도는 90 ℃ 이하인 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 경화 후, 유리전이온도가 140 ℃ 내지 150 ℃인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 금속 접합체는. 제1 금속판; 제2 금속판; 및 상기 제1 금속판 및 상기 제2 금속판 사이에 형성된 접착층;을 포함하고, 상기 접착층은 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의 혼합 페이스트 접착제를 포함하는 것이고, 230 ℃의 온도조건에서, 4 MPa 이상의 전단 접착 강도 (lap shear strength)를 가지는 것이다.
본 발명에 따른 혼합 페이스트 접착제는, 저온에서의 경화공정이 가능하고 극한 고온환경 조건하에서의 장기적인 내구성을 가지며 뛰어난 접착 특성을 형성할 수 있다.
본 발명에 따른 혼합 페이스트 접착제는, 강철, 알루미늄, 세라믹, 스테인리스 등의 다양한 피착재에 대하여 230 ℃이상의 고온에서의 우수한 전단강도를 가지며 저온경화가 가능하다.
이하 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명의 혼합 페이스트 접착제에 대하여 실시예를 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 혼합 페이스트 접착제는 복수의 작용기를 갖는 에폭시 수지들로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 2종 이상의 에폭시 수지를 포함하는 주제부; 및 지환족 아민, 폴리에틸렌 폴리아민, 변성폴리아민, 이미다졸, 디시안디아마이드, 4,4-디아미노 다이페닐설폰, 우리아, 멜라민 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 2종 이상의 아민 경화제 포함하는 경화제부;를 포함하고, 상기 적어도 2종 이상의 에폭시 수지는 각각 상이한 작용기수를 가지는 것이다. 이러한 구성을 통해, 본 발명에 따른 혼합 페이스트 접착제는, 저온에서의 경화공정이 가능하고 극한 고온환경 조건하에서의 장기적인 내구성을 가지며 뛰어난 접착 특성을 형성할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 복수의 작용기를 갖는 에폭시 수지들은 방족, 방향족, 지환족 또는 그의 혼합물일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 복수의 작용기를 갖는 에폭시 수지들은, 비스페놀 A의 디글리시딜 에테르계 에폭시수지, 비스페놀 F의 디글리시딜 에테르계 에폭시수지, 바이페닐형 에폭시수지, 다이사이클로 펜타다이엔형 에폭시 수지, 나프탈렌 골격을 갖는 에폭시 수지, 페놀포름알데히드 노볼락 또는 크레졸 포름알데히드 노볼락에폭시 수지, 트리스 (p-히드록시 페놀)메탄의 트리글리시딜 에테르계 에폭시 수지, 또는 테트라 글리시딜메틸렌 디아닐린계 에폭시 수지, p-아미노글리콜의 트리글리시딜 에테르계 에폭시 수지 및 이들을 변성한 에폭시 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 2종 이상인 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 주제부에 포함되는 적어도 2종 이상의 에폭시 수지는 비교적 분자량이 작은 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 복수의 작용기를 갖는 에폭시 수지들로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 2종 이상의 에폭시 수지는, 각각, 100 g/mol 내지 10000 g/mol의 분자량을 가지며 상온에서 액체상태인 것일 수 있다.
각각의 에폭시 수지가 100 g/mol 미만의 분자량을 가질 경우, 접착제의 내열성을 떨어뜨리는 문제점이 발생할 수 있고, 각각의 에폭시 수지가 10000 g/mol 을 초과하는 분자량을 가질 경우, 점도가 높아 가공성이 떨어지기 때문에 접착제의 조성물을 제공하기 어려운 문제점이 발생할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 주제부에 포함되는 에폭시 수지는 다관능성 에폭시 수지의 혼합물이며, 상기 다관능성 에폭시 수지의 혼합물은 2관능, 3관능 및 4관능성 에폭시 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 두 개 이상을 포함하는 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 다관능성 에폭시 수지 혼합물의 형성을 위해 액상의 다관능성 에폭시 및 개질된 고체의 다관능성 수지의 조합을 사용하는 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 주제부는, 3개 이상의 작용기를 가지는 아미노페놀계 에폭시 수지를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 혼합 페이스트 접착제는, 3개 이상의 작용기를 가지는 아미노페놀계 에폭시 수지를 포함하는 주제부를 포함함으로써, 강철, 알루미늄, 세라믹, 스테인리스 등의 다양한 피착재에 대하여 230 ℃이상의 고온에서의 우수한 전단강도를 가질 수 있다. 바람직하게, 3개 이상의 작용기를 가지는 아미노페놀계 에폭시 수지는 상기 트리글리시딜아미노페놀 에폭시 수지일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 주제부는, 비스페놀 A형 다이글리시딜 에터 에폭시 수지, 트리글리시딜아미노페놀 에폭시 수지 및 실란변성타입의 액상 비스페놀 A형 다이글리시딜 에터 에폭시 수지를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 혼합 페이스트 접착제는, 비스페놀 A형 다이글리시딜 에터 에폭시 수지, 트리글리시딜아미노페놀 에폭시 수지 및 실란변성타입의 액상 비스페놀 A형 다이글리시딜 에터 에폭시 수지를 포함하는 주제부를 포함함으로써, 강철, 알루미늄, 세라믹, 스테인리스 등의 다양한 피착재에 대하여 230 ℃이상의 고온에서 8 MPa 이상의 전단 접착 강도 (lap shear strength)를 가질 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 주제부는, 알루미늄, 질화알루미늄, 알루미나, 질화붕소, 산화마그네슘 및 탄소나노튜브로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 고온구조용 충전제 입자를 더 포함하는 것일 수 있다. 본 발명의 혼합 페이스트 접착제는, 열 분산을 위하여 열전도도가 있는 고온구조용 충전제 입자를 포함하는 것일 수 있다. 상기 알루미늄, 알루미나, 질화붕소, 산화마그네슘은 접착제 조성물 내에서 열전도 및 방열성을 증대시킬 수 있고 내열성, 내마모성, 열적, 기계적 특성을 향상시킬 수 있으며 입자의 형태는 바람직하게는 구형일수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 고온구조용 충전제 입자의 크기는 0.5 ㎛ 내지 500 ㎛인 것일 수 있다. 충전제의 입자크기는 접착제의 점도에 영향을 미치며 상기 고온구조용 충전제 입자의 크기가 0.5 ㎛ 미만일 경우 접착제의 점도가 높아 취급이 용이하지 않으며, 상기 고온구조용 충전제 입자의 크기가 500 ㎛를 초과할 경우 접착제의 점도가 낮아져 충전제 입자가 함침될 가능성이 있다.일 측면에 따르면, 본 발명에 따른 혼합 페이스트 접착제의 경화온도는 90 ℃ 이하인 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 주제부는, 소수성 실리카 무기 충전제 입자를 더 포함하는 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 소수성 실리카 무기 충전제 입자의 비표면적은 100 m2/g 내지 500 m2/g인 것일 수 있다.
본 발명에 따른 혼합 페이스트 접착제의 경우, 90 ℃이하의 온도 범위에서 경화하며, 접착제 도포 후 경화가 되기까지 접착제의의 흐름이 없어야 하기 때문에, 상기 주제부는, 레올로지 조절을 위해 소수성 실리카 무기 충전제 입자를 추가적으로 포함하는 것일 수 있다.
상기 주제부에 포함되는 소수성 실리카 무기 충전제 입자의 비표면적이 100 m2/g 미만일 경우 첨가되는 무기 충전제의 양이 증가하고 점도가 높아지는 문제점이 발생할 수 있고, 상기 주제부에 포함되는 소수성 실리카 무기 충전제 입자의 비표면적이 500 m2/g를 초과할 경우 공극이 많아져 접착제내의 기포 발생률이 높아지고 이로 인해 접착물성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.
일 측면에 따르면, 강인화제, 소포제, 분산제, 산화방지제, 부착개선제 및 안료로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 첨가제;를 더 포함할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 주제부 : 상기 경화제부의 중량비는 1 : 5 내지 5 : 1인 것일 수 있다.
상기 범위를 넘을 경우에는 경화성이 저하되거나 미경화 혹은 물성이 저하될 수 있다. 바람직하게는 각각의 혼합량은 사용하기 직전에 함께 혼합되어야 한다.
일 측면에 따르면, 본 발명에 따른 혼합 페이스트 접착제는, 경화 후, 유리전이온도가 140 ℃ 내지 150 ℃인 것일 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 경화성 고온형 에폭시 수지, 아민 경화제, 충전제 및 첨가제를 포함하는 2액형 에폭시계의 고온 구조용 접착제에 관한 것이다. 2액형 시스템의 경우, 크게 주제부 및 경화제부로 이루어지고 이를 혼합하여 페이스트 접착제를 형성한다.
혼합된 페이스트 접착제는 90 ℃ 이하의 저온에서 경화 가능하고 금속에 사용되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 충전제를 포함한 고온 구조용 접착제의 경화성 수지 조성물로서, 추가적인 가열 없이 유리전이 온도(Tg)가 140 ℃이상인 구조용 접착제를 형성시킨다. 90 ℃에서 2시간 경화 시, 경화된 접착제의 Tg는 140 ℃ 내지 150 ℃이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 금속 접합체는. 제1 금속판; 제2 금속판; 및 상기 제1 금속판 및 상기 제2 금속판 사이에 형성된 접착층;을 포함하고, 상기 접착층은 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항의 혼합 페이스트 접착제를 포함하는 것이고, 230 ℃의 온도조건에서, 4 MPa 이상의 전단 접착 강도 (lap shear strength)를 가지는 것이다.
본 발명에 따른 혼합 페이스트 접착제의 경우, 노출되는 사용온도 범위가 넓기 때문에 항공, 우주, 자동차 분야 등의 광범위한 분야에서 금속재료를 접합하는데 사용되는 구조용 접착제로 적합할 수 있으며, 고내열 및 방열이 필요한 전기 전자분야에도 사용할 수 있다.
이하, 실시예 및 비교예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.
단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
다음과 같이 제조된 주제부, 경화제부 및 첨가제를 혼합하여 혼합 페이스트 접착제를 제조하였다.
(1) 주제부는 다음의 방법에 의하여 제조하였다.
비스페놀 A형 다이글리시딜 에터 에폭시 수지 (에폭시 당량 187 g/eq, 국도화학, 상품명: YD-128)(표 1에서 A-1로 표기) 12 g 질량부와 아미노페놀계 글리시딜에터 (에폭시 당량 : 110 g/eq, 국도화학, 상품명: PA-805 또는 PA-806) (표 1에서 A-2로 표기) 24 g 질량부, 실란변성타입의 액상 비스페놀 A형 다이글리시딜 에터 (에폭시 당량: 475g/eq, 국도화학, 상품명: KSR-176) (표 1에서 A-5로 표기) 12 g 질량부를 혼합하여 에폭시 수지를 얻었다.
여기에 알루미늄 (Samchun pure chemical, 상품명 aluminum powder, 99 %) (표 1에서 B-1로 표기) 40 g 질량부를 여러 번에 걸쳐 나누어 첨가하고 이어서 실리카 11 g, 퓸드실리카 1 g을 혼합물에 투입하여 진공 페이스트 믹서에 공전750 rpm, 자전 600 rpm의 속도로 20분간 교반한 후, 혼합물을 실온으로 냉각시켜 주제부를 제조하였다.
(2) 경화제부는 다음의 방법에 의하여 제조하였다.
사이클로 알리파틱 아민 사이클로알리파틱 아민 사이클로알리파틱 아민 (활성수소당량: 60 g/eq, 국도화학, 상품명: KFH-3310) (표 1에서 C-1로 표기) 50 g 질량부와 사이클로알리파틱 아민 (활성수소당량: 50 g/eq, 국도화학, 상품명: KFH-3313) (표 1에서 C-2로 표기) 38 g 질량부를 혼합한 후, 부타디엔계 충격보강제 (LG 화학, 상품명 EM-500)(표 1에서 D-1) 첨가제로서 11 g 질량부를 투입하여 진공 페이스트 믹서에서 공전 750 rpm, 자전 600 rpm의 속도로 약 10 분간 혼합하여 경화제부를 제조하였다.
(3) 접착강도 시편의 제조
철시편을 MEK로 세정하고 25 ℃에서 10분 동안 건조하였다. 이어서, 쓰리엠컴퍼니의 스카치 브라이트 스카우링 패드를 사용하여 시편을 수동으로 연마하고, MEK로 다시 세정 후, 25 ℃에서 10분 동안 건조하였다.
상기 제조된 혼합 페이스트 접착제를 금속판에 12.5 x 25.4 mm2만큼 도포한 후 2개의 금속판을 포개어 3 kg/cm2의 압력을 가하여 접합하였다.
상기 접합한 2개의 금속판을 90 ℃의 열풍 순환식 오븐에서 2시간 동안 경화 후 상온에서 1시간 방치하였다. 접착층의 두께는 약 200 마이크론으로 조절하였다.
실시예 2 내지 실시예 4
실시예 1의 에폭시 수지 조성물을 아래 표 1에 따라 변경하였으며 실시에 1과 동일한 방법으로 혼합 페이스트 접착제를 제조하여 접착 특성을 확인하였다.
비교예
실시예 1의 에폭시 수지 조성물을 아래 표 1에 따라 변경하였으며 실시에 1과 동일한 방법으로 혼합 페이스트 접착제를 제조하여 접착 특성을 확인하였다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예
주제부 에폭시 수지 A-1
(질량%)		 9.72 19.44 9.72 9.72 38.88
A-2
(질량%)		 19.44 19.44 19.44 19.44
A-3
(질량%)		 9.72
A-4
(질량%)		 9.72
A-5
(질량%)		 9.72
충전제 B-1
(질량%)		 33 33 33 33 33
B-2
(질량%)		 8.42 8.42 8.42 8.42 8.42
B-3
(질량%)		 0.62 0.62 0.62 0.62 0.62
경화제부 경화제 C-1
(질량%)		 9.68 9.68 9.68 9.68 9.68
C-2
(질량%)		 7.27 7.27 7.27 7.27 7.27
충격보강제 D-1
(질량%)		 2.1 2.1 2.1 2.1 2.1
첨가제 Z-1
(질량%)		 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07
Z-2
(질량%)		 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03
Z-3
(질량%)		 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03
(A-1: 비스페놀 A형 다이글리시딜에터 (에폭시 당량 187 g/eq, 국도화학, 상품명: YD-128), A-2: 아미노페놀계 글리시딜에터 (에폭시 당량: 110 g/eq, 국도화학, 상품명: PA-805, PA-806), A-3: 지환족 알코올의 다이 에폭사이드 (에폭시 당량: 126 g/eq, 국도화인켐, 상품명: HJ-EPIOL DE-200), A-4: Rubber 변성타입의 액상 비스페놀A형 다이글리시딜 에터 (에폭시 당량: 185 e/eq, 국도화학, 상품명: KR-207), A-5: 실란변성타입의 액상 비스페놀 A형 다이글리시딜 에터 (에폭시 당량: 475, 국도화학, 상품명: KSR-176)
성분 B-1: 알루미늄 파우더 (samchun pure chemical), 성분 B-2: 실리카 (시벨코, 상품명: silver bond), 성분 B-3: 소수성 퓸드실리카 (에보닉, 상품명: R-202)
성분 C-1: 사이클로알리파틱 아민 (활성수소당량: 60 g/eq,국도화학, 상품명: KFH-3310), 성분 C-2 : 사이클로알리파틱 아민 (활성수소당량: 50 g/eq, 국도화학, 상품명: KFH-3313)
성분D-1: 부타디엔계 충격보강제 (LG chem, 상품명 : EM-500)
첨가제 Z-1: 폴리에테르변성 폴리디메틸실록산용액 (BYK, 상품명: BYK-306), 첨가제 Z-2: 실리카를포함하는 폴리에테르실록산과 유기고분자의 배합액 (TEGO, 상품명: Foamex 843), 첨가제 Z-3: 폴리에테르 실록산공중합체, 소수성실리카함유된 배합액 (TEGO, 상품명: Foamex 8050)
접착강도 측정
Galdabini사의 QUASAR25 인장 시험기를 이용하여, 실시예 1 내지 실시예 4 및 비교예를 통해 제조된 2개의 금속판이 접합된 시편들의 접착성능을 측정하였다.
더욱 자세하세, 크로스 헤드속도 1mm/min 인장속도로 180도 방향으로 ASTM D1002에 따라 인장하중을 가하여, 하중-변위 곡선으로부터 극대치를 구하였으며 3회에 걸쳐 테스트한 평균값을 기입하고 시험결과를 아래의 표 2에 나타냈다.
유리전이온도 측정
TA사의 열분석기기인 DMA를 사용하여 경화된 혼합 페이스트 접착제의 유리전이온도를 측정하여 아래의 표 2에 나타냈다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예
전단 접착 강도
(Mpa)		 @25 ℃ 23 13 10 14 25
@230 ℃ 8.65 5.92 2.13 4.45 0.65
DMA Tg
(℃)		 90 ℃ x 2hr cure 140 145 120 135 95
상기 표 2의 결과에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 혼합 페이스트 접착제는, 90 ℃의 온도조건에서 저온경화 후, 230 ℃의 고온에서도 금속 피착재에 대하여 4MPa 이상의 우수한 전단 접착 강도(lap shear strength) 결과를 나타냄을 확인할 수 있다. 특히, 비스페놀 A형 다이글리시딜 에터 에폭시 수지, 트리글리시딜아미노페놀 에폭시 수지 및 실란변성타입의 액상 비스페놀 A형 다이글리시딜 에터 에폭시 수지를 포함하는 주제부를 사용하여 제조된 실시예 1에 경우, 230 ℃의 고온에서도 금속 피착재에 대하여 8MPa 이상의 우수한 전단 접착 강도(lap shear strength)를 가지는 것을 알 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (14)

  1. 복수의 작용기를 갖는 에폭시 수지들로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 2종 이상의 에폭시 수지를 포함하는 주제부; 및
    지환족 아민, 폴리에틸렌 폴리아민, 변성폴리아민, 이미다졸, 디시안디아마이드, 4,4-디아미노 다이페닐설폰, 우리아, 멜라민 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 2종 이상의 아민 경화제 포함하는 경화제부;를 포함하고,
    상기 적어도 2종 이상의 에폭시 수지는 각각 상이한 작용기수를 가지는 것이며,
    상기 주제부는, 비스페놀 A형 다이글리시딜 에터 에폭시 수지, 트리글리시딜아미노페놀 에폭시 수지 및 실란변성타입의 액상 비스페놀 A형 다이글리시딜 에터 에폭시 수지를 포함하는 것이고,
    경화 후, 유리전이온도가 140 ℃ 내지 150 ℃인 것인,
    혼합 페이스트 접착제.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 작용기를 갖는 에폭시 수지들은,
    비스페놀 A의 디글리시딜 에테르계 에폭시수지, 비스페놀 F의 디글리시딜 에테르계 에폭시수지, 바이페닐형 에폭시수지, 다이사이클로 펜타다이엔형 에폭시 수지, 나프탈렌 골격을 갖는 에폭시 수지, 페놀포름알데히드 노볼락 또는 크레졸 포름알데히드 노볼락에폭시 수지, 트리스 (p-히드록시 페놀)메탄의 트리글리시딜 에테르계 에폭시 수지, 또는 테트라 글리시딜메틸렌 디아닐린계 에폭시 수지, p-아미노글리콜의 트리글리시딜 에테르계 에폭시 수지 및 이들을 변성한 에폭시 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 2종 이상인 것인,
    혼합 페이스트 접착제.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 비스페놀 A형 다이글리시딜 에터 에폭시 수지, 상기 트리글리시딜아미노페놀 에폭시 수지 및 상기 실란변성타입의 액상 비스페놀 A형 다이글리시딜 에터 에폭시 수지는, 각각, 100 g/mol 내지 10000 g/mol의 분자량을 가지는 것인,
    혼합 페이스트 접착제.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 주제부는,
    3개 이상의 작용기를 가지는 아미노페놀계 에폭시 수지를 포함하는 것인,
    혼합 페이스트 접착제.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 주제부는,
    알루미늄, 질화알루미늄, 알루미나, 질화붕소, 산화마그네슘 및 탄소나노튜브로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 고온구조용 충전제 입자를 더 포함하는 것인,
    혼합 페이스트 접착제.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 고온구조용 충전제 입자의 크기는 0.5 ㎛ 내지 500 ㎛인 것인,
    혼합 페이스트 접착제.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 주제부는,
    소수성 실리카 무기 충전제 입자를 더 포함하는 것인,
    혼합 페이스트 접착제.
  9. 제8항에 있어서,
    소수성 실리카 무기 충전제 입자의 비표면적은 100 m2/g 내지 500 m2/g인 것인,
    혼합 페이스트 접착제.
  10. 제1항에 있어서,
    강인화제, 소포제, 분산제, 산화방지제, 부착개선제 및 안료로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 첨가제;를 더 포함하는,
    혼합 페이스트 접착제.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 주제부 : 상기 경화제부의 중량비는 1 : 5 내지 5 : 1인 것인,
    혼합 페이스트 접착제.
  12. 제1항에 있어서,
    경화온도는 90 ℃ 이하인 것인,
    혼합 페이스트 접착제.
  13. 삭제
  14. 제1 금속판;
    제2 금속판; 및
    상기 제1 금속판 및 상기 제2 금속판 사이에 형성된 접착층;을 포함하고,
    상기 접착층은 제1항 내지 제4항, 제6항 내지 제12항 중 어느 한 항의 혼합 페이스트 접착제를 포함하는 것이고,
    230 ℃의 온도조건에서, 8 MPa 이상의 전단 접착 강도 (lap shear strength)를 가지는 것인,
    금속 접합체.
KR1020170184527A 2017-12-29 2017-12-29 저온경화가 가능한 고온구조용 혼합 페이스트 접착제 KR101880003B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170184527A KR101880003B1 (ko) 2017-12-29 2017-12-29 저온경화가 가능한 고온구조용 혼합 페이스트 접착제

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170184527A KR101880003B1 (ko) 2017-12-29 2017-12-29 저온경화가 가능한 고온구조용 혼합 페이스트 접착제

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101880003B1 true KR101880003B1 (ko) 2018-07-18

Family

ID=63048992

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170184527A KR101880003B1 (ko) 2017-12-29 2017-12-29 저온경화가 가능한 고온구조용 혼합 페이스트 접착제

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101880003B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113831877A (zh) * 2021-09-27 2021-12-24 湖北晟特新材料有限公司 改性环氧树脂胶及其在硬质云母板中的应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140100463A (ko) * 2011-11-09 2014-08-14 사이텍 테크놀러지 코포레이션 구조용 접착제 및 이의 접합 용도
KR20140105162A (ko) * 2013-02-22 2014-09-01 한국생산기술연구원 알콕시실릴기를 갖는 에폭시 화합물을 포함하는 조성물, 경화물, 및 이의 용도

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140100463A (ko) * 2011-11-09 2014-08-14 사이텍 테크놀러지 코포레이션 구조용 접착제 및 이의 접합 용도
KR20140105162A (ko) * 2013-02-22 2014-09-01 한국생산기술연구원 알콕시실릴기를 갖는 에폭시 화합물을 포함하는 조성물, 경화물, 및 이의 용도

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113831877A (zh) * 2021-09-27 2021-12-24 湖北晟特新材料有限公司 改性环氧树脂胶及其在硬质云母板中的应用
CN113831877B (zh) * 2021-09-27 2023-08-11 湖北晟特新材料有限公司 改性环氧树脂胶及其在硬质云母板中的应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102052389B1 (ko) 구조용 접착제 및 이의 접합 용도
JP4242771B2 (ja) 耐熱性エポキシ接着剤フィルム
EP2223966B1 (en) Epoxy adhesive compositions with high mechanical strength over a wide temperature range
EP3221377B1 (en) Epoxy adhesive, automotive member, and method for manufacturing same
CA3031773A1 (en) High performance epoxy adhesive compositions
EP3262093B1 (en) Two-part structural adhesive
JP2006291095A (ja) 繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物
KR101880003B1 (ko) 저온경화가 가능한 고온구조용 혼합 페이스트 접착제
Razack et al. The effect of various hardeners on the mechanical and thermal properties of epoxy resin
JP6981794B2 (ja) エポキシ接着剤
JP2023121771A (ja) 接着剤
JP2006291094A (ja) 繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物
JPH09143445A (ja) 回路用接続部材
JP4175350B2 (ja) 回路接続材料
JP6721855B2 (ja) エポキシ樹脂組成物及び接着剤
JP2008153230A (ja) 回路接続材料
JP5013027B2 (ja) 電極の接続方法
JP5013028B2 (ja) フィルム状回路接続材料の製造方法
EP4186937A1 (en) Thermally conductive adhesive sheet and semiconductor device
CN117242134A (zh) 固化性树脂组合物
GB2616679A (en) Epoxy resin adhesives
JP2017519878A (ja) 硬化剤組成物
JPS61254682A (ja) 接着剤
JP2022139977A (ja) エポキシ樹脂組成物
JP2011155007A (ja) 回路接続材料

Legal Events

Date Code Title Description
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant